Контрольные вопросы

1. В какую форму переходит механическая энергия потока, теряемая при движении?

2. Чем обусловлены местные сопротивления?

3. Как вычисляются потери напора на преодоление местных сопротивлений?

4. Как меняются скорость и давление потока при его внезапном расширении?

5. Почему уровень воды в расходном баке должен поддерживаться постоянным при проведении опыта?

6. Какая скорость в местном сопротивлении используется в уравнении Вейсбаха для потери напора потока?

7. Для каких целей измеряется температура жидкости в опытах?

8. Как определяются местные потери напора потока по опытным данным?

Лабораторная работа №5

Определение коэффициента расхода и построение тарировочной кривой расходомера Вентури Общие положения и цель работы

Для измерения расхода различных жидкостей широко распространены дроссельные расходомерные устройства, к которым относятся расходомерные диафрагмы, сопла и трубы Вентури. Принцип работы этих приборов основан на искусственном увеличении скорости потока за счет сужения потока и измерений падения напора (давления) на этом сужении.

Расходомер Вентури или, как его еще называют, двухконусный расходомер, представляет собой сужающийся прибор, но сужения потока в нем осуществляется плавно, без создания застойных вихревых зон, как это имеет место в диафрагме.

Отсутствие застойных зон позволяет значительно снизить гидравлические сопротивления при прохождении жидкости через данный прибор, что дает возможность использовать трубу Вентури для измерения очень больших расходов жидкости.

В соответствии со схемой на рис. 5 для сечения I-I и II-II расходомера Вентури (позиция 5), на основании уравнения Бернулли для идеальной жидкости

и уравнения неразрывности

после несложных преобразований можно получить формулу для теоретического расхода через расходомер

(1)

где - постоянная расходомера, определяется его конструкцией; - потеря напора потока между сечениями I-I (широкое) II-II (суженное); F₁, F₂ и P₁, P₂ – площади поперечного сечения и давления потока в сечениях I-I и II-II соответственно; w₁ и w₂ - скорости потока в сечениях I-I и II-II; Z₁ и Z₂ – высотная координата центров сечений I-I и II-II относительно плоскости отсчета; ρ – плотность жидкости; g – ускорение в поле силы тяжести.

При движении вязкой жидкости расход будет меньше теоретического:

где μ – коэффициент расхода, показывающий во сколько раз действительный расход Q_д меньше теоретического Q_Т.

Коэффициент расхода μ для каждого типа сужающего устройства свой, зависит от числа Рейнольдса и определяется опытным путем. При достаточно больших значения числа Рейнольдса его влияние на μ исчезает и коэффициент расхода становится зависимым только от отношения площадей сужающего устройства и трубопровода.

В данной работе требуется определить значение коэффициентов расхода

(2)

Для этого необходимо определить в опыте действительный расход Q_д и для условий опыта найти по формуле (1) теоретический расход Q_Т.

Цель работы: опытное определение коэффициента расхода расходомера Вентури; построение тарировочного графика .