Описание опытной установки. Лабораторная установка (рисунок 4.1) включает напорный резервуар
Лабораторная установка (рисунок 4.1) включает напорный резервуар, экспериментальный трубопровод и мерный бак.
Экспериментальный трубопровод – горизонтальный, постоянного сечения (l = 1,2 м, d = 25 мм). На участке определения потерь напора имеются два ниппеля статического давления, которые с помощью резиновых шлангов соединены с пьезометрами. За измерительным участком смонтирован вентиль для регулирования расхода воды.
Порядок проведения работы
а) напорный резервуар заполняют водой до постоянного уровня;
б) кратковременным открытием вентиля установку приводят в действие для освобождения трубопровода и пьезометров от пузырьков воздуха (при закрытом вентиле показания пьезометров должны быть одинаковы);
в) в трубопроводе устанавливают различные расходы жидкости в диапазоне от минимального до максимального (всего 5-6 значений).
Для каждого режима определяют:
- время Т наполнения мерного бака объемом W;
- показания пьезометров Hп1 и Hп2;
- температуру воды t.
Данные измерений заносят в соответствующие графы таблицы 4.1.
Обработка опытных данных
4.6.1 По данным измерений вычисляют:
- расход Q, среднюю скорость u, кинематический коэффициент вязкости n, число Рейнольдса Re (см. лабораторную работу №3);
- потери напора на трение hдл = Hп1 - Hп2;
- коэффициент гидравлического трения
lоп = 
.
4.6.2 По найденным значениям числа Рейнольдса Re производят выбор эмпирических формул и определяют lрасч.
4.6.3 Результаты вычислений заносят в таблицу 4.1 и по данным этой таблицы вычерчивают график зависимости коэффициента гидравлического трения от числа Рейнольдса. На графике приводят две кривые: опытную lоп = f1(Re) и расчетную lрасч = f2(Re).
Таблица 4.1. Определение коэффициента гидравлического трения
| Данные измерений | Данные вычислений | ||||||||||
| W,л | Т,с | t,°C | Hп1,м | Hп2,м | Q,л/с | u,м/с | n,мз2/с | Re | hдл,м | lоп | lрасч |
Анализ результатов. Вывод по работе
Приводится анализ графика l = f(Re), возможных отклонений опытных значений коэффициента гидравлического трения от расчетных.
контрольные вопросы
1. Что характеризует коэффициент гидравлического трения?
2. Какие параметры влияют на коэффициент гидравлического трения?
3. В чем заключается методика опытного определения коэффициента гидравлического трения?
4. Как находится коэффициент гидравлического трения расчетным путем?
5. Поясните характер изменения коэффициента гидравлического трения с возрастанием числа Рейнольдса: а) при ламинарном режиме; б) при турбулентном режиме в областях гладкого и квадратичного сопротивлений?
Лабораторная работа №5
Определение коэффициента местного
Сопротивления
Общие сведения
В реальных гидравлических системах движущаяся жидкость теряет механическую энергию на прямолинейных участках труб, а также в арматуре и фасонных частях, других местных сопротивлениях. Потери энергии на преодоление местных сопротивлений (так называемые местные потери напора) обусловлены частично трением, но в большей степени деформацией потока, отрывом его от стенок, возникновением интенсивных вихревых течений.
Местные потери напора определяют расчетом по формуле Вейсбаха:
hм = zм(u2/2g), (5.1)
где zм - коэффициент местного сопротивления; показывающий какая часть скоростного напора расходуется на преодоление сопротивления.
Величина zм в общем случае зависит от вида местного сопротивления и режима течения. Опытные значения коэффициента для квадратичной области турбулентного режима приводятся в справочных таблицах.
Цель работы
Усвоить методику опытного определения коэффициента местного сопротивления; определить опытным путем коэффициент zм для исследуемого местного сопротивления, установить зависимость его от числа Рейнольдса и сравнить полученные данные с табличными.
Методика опыта
Коэффициент местного сопротивления определяется косвенным методом с использованием зависимости (5.1). При этом местные потери напора hм находят из эксперимента по разности полных или пьезометрических напоров на входе и выходе местного сопротивления.
 | |||
 | |||