Описание опытной установки

Установка состоит (рис.5.6) из трубопровода, которая имеет

местные сопротивления: 4 – внезапное расширение: 5 – внезапное

сужение: 6 – вентиль, 9 – плавный поворот. Вода поступает из

напорного бака при открытом вентиле 2 и сливается в мерный

бак 8 при открытом 7.

Для написания пьезометрического напора служат пять пьезо-

метров.

Порядок проведения работы

1. Открыть вентиль 2 и добившись установления уровней

воды в пьезометрах на одной высоте, открыть вентиль 7.

2. Определить время истечения 10 л воды в мерный бак.

3. Измерить высоту воды в пьезометрах 3.

4. Из уравнения неразрывности Q = ω υ определить средние

скорости воды в сечениях трубы диаметрами 26,40 и 15 мм.

5. Из уравнения 5.3 определить потери напора для: поворо-

та, вентиля, внезапного расширения и внезапного сужения.

6. Из формулы 5.1 определить коэффициенты местных по-

терь.

7. Сравнить опытные данные с табличными/

Запись опытных данных

Данные опытов

Обработка опытных данных

5.6. Контрольные вопросы

1. От каких составляющих зависят потери напора в местных

сопротивлениях?

2. Как определить суммарный коэффициент сопротивлений

системы?

3. Будут ли потери напора одинаковыми при разных скоростях

движения через местные сопротивления?

4. Какие местные сопротивления Вы знаете?

РАБОТА 6. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ

В ТОНКОЙ СТЕНКЕ

Цель работы– определение коэффициентов расхода, скоро-

сти, сжатия и потерь при истечении струи через малое отверстие

круглой формы в тонкой стенке с постоянным напором и сравне-

ние полученных значений со справочными: - наблюдение за ха-

рактером истечения, а также явлением инверсии струи, выте-

кающей из отверстий различной формы: - определение опытным

путем времени частичного опорожнения бака через малое отвер-

стие в тонкой стенке и сравнение его с теоретическим временем.

Теоретические положения

Малыми отверстиями называют такие, при истечении через

которые скорость движения жидкости во всех точках живого се-

чения струи в плоскости отверстия можно считать практически

одинаковой.

Отверстие считается малым, если диаметр его d < 0,1Н, где Н

– напор над центром тяжести отверстия.

Тонкой стенкой в гидравлическом смысле следует считать

стенку такой толщины, при котором она не оказывает влияние на

истечение. Опытами установлено, что толщина стенки в этом

случае не должна превышать 2 – 2,5 диаметра отверстия. При та-

ком условии жидкость протекает через отверстие, не касаясь бо-

ковой поверхности его стенок. В частном случае отверстие может

иметь острую кромку.

На расстоянии от внутренней стенки сосуда, равном прибли-

зительно (0,5 – 1,0) d, образуется так называемое сжатое сечение

струи. Площадь сжатого сечения струи ω с и может быть выраже-

на зависимостью

ω _с = ε ω _о,

где ε – коэффициент сжатия

(6.1)

Сжатие струи происходит из-за не параллельности струек в

сосу-де вблизи отверстия. Например, струйки, расположенные

непосредственно у стенки, в которой сделано отверстие, должны

изменить свое направление на 90о, в то время как струйки, прохо-

дящие через него, почти параллельны между собой, и давление в

нем можно считать распределяющимся по закону гидростатики.

Другими словами, движение жидкости в этом сечении практиче-

ски можно считать удовлетворяющим условию плавной изме-

няемости.

Степень сжатия струи зависит от расположения отверстия

относительно боковых стенок дна сосуда. При этом различают

сжатие совершенное, несовершенноеи неполное(рис. 6.3).

Совершенное сжатие характеризуется наименьшим коэффи-

циентом сжатия и наименьшим коэффициентом расхода. При не-

совершенном, а также неполном сжатии коэффициент расхода

несколько больше.

Если воспользоваться уравнением Бернулли и написать его

для двух сечений (рис.6.1), из которых одно (1-1) совпадает со

свободной поверхностью жидкости в открытом резервуаре, а

другое (11-11) – со сжатым сечением, приняв за плоскость срав-

нения горизонтальную плоскость 0-0, проходящую через центр

тяжести отверстия, то при истечении жидкости в атмосферу через

малое отверстие в тонкой стенке можно получит следующие рас-

четные формулы:

(6.2)

(6.3.)

где
υ – скорость в сжатом сечении струи:

g – ускорение силы тяжести:

H – напор над центром тяжести отверстия:

Q – расход:

Рис. 6.2. Схема истечения

Жидкости из отверстия

В тонкой стенке

Рис. 6.3. Схема истечения жид-

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: