Изучение местных сопротивлений
При работе установки вода насосом подается в исследуемый трубопровод 5 переменного сечения (d1=8 мм; d2=16 мм). Такая конфигурация трубопровода приводит к образованию местных сопротивлений. Расход, пройденной через трубопровод жидкости, определяется показанием счетчика.
Перед началом работы необходимо ознакомиться с данным методическим указанием и проверить исправность установки.
1. Открыть кран слива 7 и, открывая кран 1, установить такое значение расхода жидкости 6, при котором образуется турбулентный режим движения.
При ламинарном режиме движения жидкости местные сопротивления играют меньшую роль, по сравнению с сопротивлениями трения, и ими можно пренебречь.
2. Расход жидкости определить по показанию счетчика 6 и записать соответствующие измерения в протокол испытаний.
3. Закрыть кран 1.
4. Выполнить действия по п.п. 1 – 3 последовательно для пяти значений расхода в области турбулентного течения. Показания манометров и счетчика воды записать в табл. 12.4.
5. Вычислить экспериментальные значения коэффициента местного сопротивления ξэв области внезапного сужения и внезапного расширения трубопровода по формулам табл.12.4:
(12.10)
где V – значение скорости течения жидкости.
Скорость для области внезапного расширения в сечении 1 – 1 и для области внезапного сужения в сечении 2 – 2 находим по формуле:
(12.11)
6. Вычислить расчетные значения коэффициента местного сопротивления ξр в области внезапного расширения и внезапного сужения трубопровода по формулам:
(12.12)
(12.13)
где S1 и S2 – площади соответствующих сечений трубопровода.
Таблица 12.3
Результаты измерений
| Параметр | Единицы измерения | Способ определения | Результаты измерений | |||||
| Расход воды, Q | л/мин | измерение | ||||||
| м3/с | измерение | |||||||
| Показания пьезометров | h1 | мм вод.ст | измерение | |||||
| h2 | ||||||||
| h3 | ||||||||
| h4 | ||||||||
| h5 | ||||||||
| Потери напорана участках | Dh1 | мм вод.ст | Dhn=hn+1-hn | |||||
| Dh2 | ||||||||
| Dh3 | ||||||||
| Dh4 | ||||||||
| Скорость течения | V1 | м/с | ||||||
| V2 | ||||||||
| V3 | ||||||||
| V4 | ||||||||
| Коэффициент гидравлического сопротивления (экспериментальный) | lэ1 | б/р | ||||||
| lэ2 | ||||||||
| lэ3 | ||||||||
| lэ4 | ||||||||
| Критерий Рейнольдса | Re1 | б/р | ||||||
| Re2 | ||||||||
| Re3 | ||||||||
| Re4 | ||||||||
| Коэффициент гидравлического сопротивления (расчетный) | lр1 | б/р | ||||||
| lр2 | ||||||||
| lр3 | ||||||||
| lр4 |
7.Вычислить по программе «statzna.raz» статистическую значимость различий экспериментальных и расчетных значений величин ξэи ξр. Занести все результаты оценок в табл. 12.4.
Таблица 12.4
| Параметр | Единицы измерения | Способ определения | Результаты измерений | |||||
| Расход воды, Q | л/мин | измерение | ||||||
| м3/с | измерение | |||||||
| Показания трубок полного напора | h3 | ммвод.ст | измерение | |||||
| h4 | ||||||||
| h5 | ||||||||
| Скорость течения | V3 | м/с | ||||||
| V4 | ||||||||
| Коэффициент местного сопротивления, область сужения (экспериментальный), | б/р | |||||||
| Коэффициент местного сопротивления, область сужения (расчетный), | б/р | |||||||
| Коэффициент местного сопротивления, область расширения (экспериментальный), | б/р | |||||||
| Коэффициент местного сопротивления, область расширения (расчетный), | б/р |
Результаты измерений
Контрольные вопросы
1. Чем различаются местные и распределенные по длине трубопровода сопротивления?
2. Какие виды течения жидкости различают?
3. Какие величины входят в критерий Рейнольдса и в чем заключается его физический смыл?
4. Каков физический смысл коэффициентов сопротивления?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13