Исследование уравнения бернулли
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.
ДЕМОНСТРАЦИЯ ОСНОВНОГО УРАВНЕНИЯ ГИДРОСТАТИКИ.
Цель лабораторной работы:
1.Ознакомление с понятиями абсолютного гидростатического давления и избыточного давления.
2. Ознакомление с приборами измерения давления и принципом их действия.
3. Измерение давления с помощью приборов и перевод результатов в единицы СИ.
4. Расчет абсолютного гидростатического давления.
Порядок выполнения роботы.
1. По барометру-анероиду определяется атмосферное (барометрическое) давление.
2. В трубе с помощью насоса создается манометрическое (избыточное) давление и замеряются показания пружинного манометра.
2. Потом создается вакуумметрическое давление и замеряются показания пружинного вакуумметра.
3. В стеклянном ящике создается избыточное давление, измеряется разница уровней столбцов воды в U-образном мано-вакуумметре, см вод.ст.
При определении показаний приборов необходимо принимать во внимание единицы измерения каждого прибора.
4. Измеряются расстояния от дна резервуара до пъезометров Z1, Z2, Z3.
5. Определяется барометрическое давление в СИ – абсолютное атмосферное давление, Па.
6. Показания манометров и вакууметров переводятся в систему СИ, при этом:
P = ρ·g·h – для перевода из м вод.ст. или м рт.ст. в паскали;
1 бар = 105 Па; 1 кгс/см2 = 98000 Па.
7. Рассчитывается абсолютное давление: Рабс=РБ+РМ или Рабс=РБ-РВ.
8. Определяются глубины погружений пьезометрических трубок hi=H-Zi. Н – глубина воды в резервуаре.
9. Вычисляется давления, измеряемые пьезометрами (гидростатическое давление в нижней точке пьезометра). Pi=P0+γhi, где Ро – давление над поверхностью воды, Па.
10. Вычисленное давление переводится в м вод.ст. Н= Pi/γ.
11. Вычисляется гидростатическое давление на дно резервуара под каждым пьезометром.
Результаты измерений и вычислений заносим в журнал лабораторной работы
ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
л/р. №1
| Z1 | Z2 | Z3 | h1 | h2 | h3 | P1=P0+γh1 | P2=P0+γh2 | P3=P0+γh3 | P1/γ | P2/γ | P3/γ | Z1+ P1/γ | Z2+ P2/γ | Z3+P3/γ |
Вывод:
Работу выполнил: Работу проверил:
Дата: Дата:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.
ИССЛЕДОВАНИЕ УРАВНЕНИЯ БЕРНУЛЛИ
Цель работы
1. Исследование уравнения Бернулли по показаниям приборов. Z1+P1/γ+U1/2g=Z2+P1/γ+U2/2g+h1-2= Zі+Pі/γ+Uі2/2g+h1-3=const
2.Построении линии полного потенциального напора и линии полной удельной энергии для потока.
3. Определение удельной энергии потока в сечении.
Порядок выполнения работы.
1. Измерить диаметры труб и расстояния между пьезометрами.
2. Установить на трубопроводе постоянный расход Q. Измерить расход по расходомеру.
3. Определить по пьезометрам пьезометрические напоры Р/γ в каждом сечении. По показаниям динамических трубок определить полный напор в исследуемых сечениях.
4. По разности показаний динамических и статических трубок определяется скоростной напор (м вод.ст.) и скорость осевой струйки.
5. По полученным результатам для осевой струйки построить пьезометрическую линию, полной удельной энергии, определить потери полной удельной энергии, полного потенциального напора, гидравлический и пьезометрический уклоны.
6. Определить скорость и скоростной напор для потока, приняв коэффициент Кориолиса α=1,1. Определить значения полной удельной энергии в сечениях по средней скорости.
7. Провести анализ полученных результатов. Данные занести в журнал лабораторной работы. Сделать вывод.
л/р. №2.
ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
| п.п | Наименования показателей | Сечения | |||
| Показания пьезометров, м | |||||
| Показания динамических трубок, м | |||||
| Скоростной напор осевой струйки u2/2g=h, м. | |||||
| Скорость течения осевой струйки: U, м/с | |||||
| Расход воды по прибору: Q, м3/с | |||||
| Диаметры трубы в сечениях, м | |||||
| Средняя скорость для потока: v, м/с | |||||
| Скоростной напор по средней скорости: αv2/2g, м | |||||
| Полная удельная энергия для потока: Z+Р/γ+αv2/2g, м | |||||
| Расстояние между сечениями L, м | |||||
| Потери полной удельной энергии от начального сечения: ΔЕ, м | |||||
| Потеря полного потенциального напора: ΔР/γ, м | |||||
| Пьезометрический уклон: І | |||||
| Гидравлический уклон: і | |||||
Вывод:
Работу выполнил: Работу проверил:
Дата: Дата:
ЛАБОРАТОРНАЯ РОБОТА №3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ И КРИТЕЧЕСКОГО ЧИСЛА РЕЙНОЛЬДСА
Цель работы:
Установить режимы движения и определить число Рейнольдса, при котором изменяется режим движения.
1 – резервуар с водой
2 – трубка
3 – пипетка с краской
4 – бачок с краской
5 – вентиль
6 – вентиль
7 – мерний бак
Порядок выполнения работы
1. Открываем вентиль 5 для пропуска через трубу 2 небольшого расхода воды.
2. Открываем вентиль 6 для пропуска краски в поток воды, который движется по трубе 2.
3. с Помощью мерного бака 7 объемным способом измеряется расход воды.
4. Для каждого опыта измеряют температуру водs и находят коэффициент кинематической вязкости из зависимости ν = f (t).
5. Увеличивая степень открытия крана 5 и наблюдая за поведением струйки, определяется значения числа Рейнольдса, при котором происходит переход от ламинарного режима движения потока к турбулентному.
ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
| № п/п | Показатель | Ед. изм. | Номер опыта | ||||
| Внутренний диаметр трубы | мм | ||||||
| Площадь сечения | м2 | ||||||
| Объем воды в мерном баке | м3 | ||||||
| Время наполнения | с | ||||||
| Расход | м3/с | ||||||
| Средняя скорость в трубе | м/с | ||||||
| Температура воды | ˚С | ||||||
| Кинематическая вязкость | м2/с | ||||||
| Режим движения, наблюдаемый визуально | |||||||
| Число Рейнольдса |
Вывод:
Работу выполнил: Работу проверил:
Дата: Дата:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПО ДЛИНЕ В ТРУБОПРОВОДЕ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ
Цель работы.
1. Определить зависимость потерь напора от скорости течения в трубопроводе.
2. Определить зависимость коэффициента гидравлического трения от критерия Рейнольдса
3. Определить эквивалентную шероховатость трубопровода.
Порядок выполнения работы.
1. Для нескольких разных степеней открытия задвижки, постепенно уменьшая расход, определить расход Q и записать показания пьезометров. Согласно температуре определить коэффициент ν.
2. Для каждого из опытов рассчитаем среднюю скорость с помощью основного уравнения расхода и потери напора как разницу показаний пьезометров.
3. Для каждого из опытов рассчитать критерий Рейнольдса. , и по зависимости из формулы Дарси-Вейсбаха: вычислить коэффициенты гидравлического трения при различных расходах.
4. Построить график зависимости λ=f(Re).
5. Определить по графику зоны сопротивления, значение λ для квадратичной зоны сопротивления. Используя формулу определить значение эквивалентной шероховатости (при отсутствии на графике квадратичной зоны коэффициент шероховатости следует вывести из формулы Альтшуля: ). Сравнить значения коэффициента шероховатости со справочными, сделать выводы.
6. Сравнивая число Рейнольдса с шероховатостью определить зоны сопротивления и режимы движения. Данные занести в журнал лабораторной работы.
L = , d = , ν =
л/р. №4.
| № | Показатель | Ед. измерен | Номер опыта | ||||
| Разница показаний пьезометров | м | ||||||
| Объем за время t | |||||||
| Расход воды | м3/с | ||||||
| Средняя скорость | м/с | ||||||
| Число Рейнольдса | |||||||
| Коэффициент гидравлического трения | |||||||
| Зона сопротивления и режим движения | |||||||
| Коэффициент шероховатости Δ, мм |
ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Вывод:
Работу выполнил: Работу проверил:
Дата: Дата:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5