Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Объёмный расход жидкости для каждого эксперимента определяется по формуле

По расходу вычисляется средняя скорость движения воды по трубопроводу

где d – диаметр трубопровода.

По известной температуре воды определяется значение кинематического коэффициента вязкости воды , и число Рейнольдса

Определение потерь напора в местных сопротивлениях производится в следующем порядке. Для каждого из мерных участков трубопровода записывается уравнение Бернулли.

1. Внезапное расширение

2. Внезапное сужение

3. Вентиль

4. Фильтр

5. Поворот потока

6. Мерный участок

В этих уравнениях дополнительные потери – это потери напора на трение в подводящих и отводящих участках трубопроводов. Величины этих потерь, зависящие от длины участков, определяются по формуле Дарси

Величину для данного режима течения можно найти с помощью мерного участка 7-8, на котором потери напора обусловлены только трением воды о стенки трубопровода, тогда из формулы (47) с учётом имеем

или, используя формулу Дарси (48), получим

Запишем уравнение для определения потерь напора на трение для каждого из мерных участков после преобразования

При определении потерь на трение на участках 1-2 и 2-3 за длины и будем брать длину трубопровода меньшего диаметра, т. е. потери на трение будем определять только для этого участка трубопровода. Потерями на трение на участке трубопровода большего диаметра можно пренебречь в связи с их малостью. Величину ошибки можно оценить с помощью следующих рассуждений. Так как диаметр трубопровода увеличился в 2 раза, то согласно уравнению постоянства расхода скорость уменьшится в 4 раза. Из формулы известно, что потери напора на трение пропорциональны квадрату скорости, следовательно, их величина будет примерно в 16 раз меньше, чем для трубопровода меньшего диаметра.

Переписав уравнения относительно потерь напора в местных сопротивлениях через показания пьезометров, получим следующие формулы.

1. Внезапное расширение

2. Внезапное сужение

3. Вентиль

4. Фильтр

5. Поворот потока

6. Мерный участок

Затем по формуле Вейсбаха вычисляются значения коэффициентов местных сопротивлений

Описание экспериментальной установки

Лабораторная установка для определения потерь напора в местных сопротивлениях состоит из трубопровода постоянного сечения, подключенного через вентиль к водопроводной сети. Вентилем регулируется расход воды. В трубопроводе установлены 6 местных сопротивлений различных типов: 1 – внезапное расширение потока; 2 – внезапное сужение; 3 – вентиль; 4 – фильтр; 5 – плавный поворот потока на 180; 6 – мерный участок трубопровода постоянного сечения длиной 300 см. На некотором расстоянии до и после каждого местного сопротивления расположены сечения замера давления, к которым подключены трубки пьезометров, вынесенные на общую панель. При такой установке пьезометров нет необходимости фиксировать нивелирную высоту расположения местных сопротивлений.

Таблица экспериментальных данных

№ опыта	W,л	Время τ,с	Q,л/с	V,м/с	Re
	4,2		0,2	0,785974	11789,6
			0,16	0,628779	9431,682
			0,148148	0,582203	8733,039
	3,8		0,11875	0,466672	6720,074
	3,5		0,1	0,392987	5659,009
			0,085714	0,336846	4850,579

№ опыта	h1,см	h2,см	h3,см	h4,см	h5,см	h6,см	h7,см	h8,см


	200,5
		193,5
	180,5
		165,4	160,7

№ опыта	ζ вр	ζ вс	ζ вент	ζ ф	ζ повор	ζ 7-8	λ
	0,831576	0,544698893	2,75255	2,434948	0,211735	2,223214	0,013339
	0,937444	0,5513156	2,977518	2,481265	0,496253	2,977518	0,017865
	1,226858	0,220215554	2,894148	2,315318	0,57883	3,472977	0,020838
	1,387893	1,314803005	3,603595	1,801797	1,801797	5,405392	0,032432
	1,572648	1,603372102	3,811224	2,540816	2,540816	7,622447	0,045735
	1,974943	2,00213901	4,668749	3,458332	3,458332	15,5625	0,093375

Выводы по проделанной работе: в ходе проделанной работы мы изучили виды местных сопротивлений и зависимости коэффициентов сопротивлений от числа Рейнольдса. Выяснили, что местные гидравлические сопротивления (местные потери напора) обусловлены изменениями размеров и формы канала, направлением скорости течения и связанными с ними изменениями давлениями и вихреобразованиями. Установили, что на базе простых моделей течения удаётся теоретически рассчитать величину коэффициента сопротивления устройств, сводя их к комбинации шести простейших типов. Погрешности в проделанной работе, выявленные при построении зависимостей, обуславливаются недостаточным количеством опытов и особенностями экспериментальной установки, а также человеческим фактором.