Порядок выполнение работы и обработка опытных данных

При закрытом вентиле 2 обеспечить подачу воды в питающий резервуар 5 в систему трубопроводов. Открыть вентиль 2 и измерить: отметки уровней воды в пьезометрах, расход воды в системе (с помощью мерного бака 1 и секундомера 3). Результаты измерений для двух опытов (при разных расходах воды) записать в таблицу 4.1.

Обработать опытные данные и результаты представить в виде таблицы. Сформировать выводы по результатам работы.

4.4 Контрольные вопросы

1. Какова природа гидравлических потерь по длине трубопровода?

2. От каких параметров зависит коэффициент гидравлических сопротивлений по длине?

3. Какова размерность коэффициента гидравлических потерь по длине?

4. Назовите характерные области гидравлических сопротивлений, в которых коэффициент имеет свою закономерность?

5. В какой степени от скорости зависят гидравлические потери по длине в характерных областях гидросопротивлений?

Таблица 4.1

№ п/п

Наименование измеряемых и вычисляемых величин

Ед. измерен.

Участок прямой трубы 1

Участок прямой трубы 2

Внезап. сужение потока

Внезап. расшир. потока

Участок прямой трубы 3

Номера сечений

Диаметр трубы D

м

Пл. сечения S=pD2/4

м2

Показания пьезометра (отметка уровня воды в нем)

м

Мерный объем жидкости W

м3

Время наполнения мерного объема t

с

Температура воды Т

оС

Длина участка прямой трубы L

м

Расход воды Q=W/t

м3 с

Скоростной напор в сечении V2/2g = (Q/S) 2/2g

м

Полный напор в сечении Hi=(z+p/ρg+v2/2g)i

м

Местные потери напора hм

м

Потери по длине hL

м

Опытный коэффиц.местных потерь

xоп

Справочный коэффиц. мест. потерь

x сп

Число Рейнольдса Re

Опытный коэффиц. гидрав. трения

l оп

Расчетный коэффиц. гидрав. трения

l рс

6. Почему в настоящей работе гидравлические потери по длине определяют по разности показаний пьезометров, установленных на начальном и конечном участках трубопровода?

7. Зачем при проектировании водопровода рассчитывают его гидравлическое сопротивление?

8. Есть ли разница в понятиях «потери по длине» и «потери на трение»?

9. Какие факторы влияют на потери по длине?

10. Напишите формулу Дарси-Вейсбаха и поясните значение её членов.

11. Что такое «абсолютная», «равномерная», «неравномерная», «эквивалентная» и «относительная» шероховатости стенок канала?

12. Что такое «относительная гладкость стенок канала»?

13. Какая стенка называется «гидравлически гладкой»?

14. Какая стенка называется «вполне шероховатой»?

15. От каких факторов зависит коэффициент Дарси в различных областях сопротивления?

16. Как определить границы зон сопротивления?

17. Как увязать потери напора в потоке с законом сохранения энергии?

18. Как изменятся потери напора при ламинарном течении и постоянном расходе, если диаметр трубы увеличится вдвое?

19. Как определяется коэффициент Дарси в различных областях сопротивления?

20. В каких областях сопротивления коэффициент Дарси наиболее сильно зависит от числа Рейнольдса и относительной шероховатости?

21. Во сколько раз увеличатся потери напора на трение при ламинарном режиме, если расход увеличится в два раза?

22. Во сколько раз увеличатся потери напора на трение во вполне шероховатых трубах, если абсолютная шероховатость стенок возрастет в 4 раза?

23. В какой области гидравлических сопротивлений коэффициент Дарси в большей степени зависит от числа Рейнольдса?

24. Нарисуйте графики Никурадзе и укажите основные зоны гидравлических сопротивлений.

25. В какой области гидравлического сопротивления при постоянном расходе и постоянной шероховатости гидравлические потери более всего зависят от диаметра трубы?

26. Что такое «гидравлически гладкие трубы»?

27. Может ли одна и та же труба быть «гидравлически гладкой» и «вполне шероховатой»? При каких условиях?

28. Как изменится коэффициент Дарси при ламинарном режиме движения и постоянном расходе жидкости, если диаметр трубы увеличить в два раза?

29. Что такое «зона квадратичного сопротивления»?

32. От каких факторов зависят потери напора в переходной зоне сопротивления?

33. Почему линии графика полных напоров не могут подниматься вверх, а линии графика пьезометрических напоров на трубе переменного сечения поднимаются вверх?

34. Почему на некоторых участках графика полных напоров линии практически горизонтальны?

35. В каком случае гидравлические потери можно определить по разности пьезометрических напоров?

36. Что такое «гидравлический» и «пьезометрический» уклоны?

37. Совместным решением каких уравнений получена формула Борда-Карно?

38. Что означает ступенька на графике полных напоров?

39. Оказывают ли влияние на общую величину гидравлических потерь энергии близко расположенные местные сопротивления?

40. Если на внезапном расширении больший диаметр в два раза больше диаметра трубы меньшего сечения, то во сколько раз отличаются скоростные напоры до внезапного расширения и после него?

41. Каков механизм местных потерь в потоке?

42. Напишите формулу Вейсбаха и поясните значение её членов.

43. Какие виды источников местных сопротивлений Вы знаете?

44. От каких факторов зависят все значения коэффициентов местных потерь?

45. От каких факторов зависят коэффициенты местных потерь следующих источников сопротивлений:

-внезапного расширения и сжатия,

-постепенного расширения и сжатия,

-колена,

-тройников и крестовин,

-арматуры.

46. Если сечение потока в местном сопротивлении меняется, входную или выходную скорость потока следует использовать в формуле Вейсбаха?

47. Будут ли одинаковы потери напора при расширении и сжатии потока при одинаковых расходах и соотношениях диаметров?

48. Напишите формулу Борда-Карно и поясните значение её членов.

49. Что такое «длина влияния» местных сопротивлений?

50. Каковы максимальные значения коэффициентов местных потерь при внезапном расширении и сжатии потока?