|
|
Порядок выполнения работы и обработка опытных данных1. Заполнить водой резервуар до заданного преподавателем уровня H. 2. Открыть истечение воды при постоянном напоре Н, измерить координаты Xk и Yk произвольно выбранной точки “к” траектории струи. 3. Измерить расход воды Q с помощью бака 2 и секундомера 8 (измеряемый объем воды должен быть не менее 50 литров). 4. Результаты измерений записать в графу 4 таблицы 5.1. 5. Устанавливая против отверстия поочередно внешний цилиндрический и конические (сходящийся и расходящийся) насадки, измерить для каждого из них расход воды Q и напор Н (последний должен поддерживаться в опытах постоянным и равным напору при истечении из круглого отверстия). 6. Результаты измерений записать в таблицу 5.1 (графы 5...7). 7. Обработать опытные данные, выполнив все вычисления, предусмотренные таблицей 5.1. 8. Дать заключение по результатам работы. Таблица 5.1
5.4 Контрольные вопросы 1. Что понимают под малым отверстием в тонкой стенке при истечении жидкости из отверстий? 2. Сжатое сечение, причины сжатия струи. Чем оценивают величину сжатия струи? 3. Что называют насадкой, типы насадок, их назначение? 4. Коэффициент скорости. Что он учитывает, как определяется? 5. Коэффициент расхода. Что он учитывает, как определяется? 6. Коэффициент сопротивления (отверстия, насадка). Как он определяется по опытным данным? 7. Объясните, почему при истечении из насадок расход жидкости больше, чем при истечении из малого круглого отверстия в тонкой стенке? 8. Напишите и поясните формулы для определения скорости и расхода при истечении жидкости из отверстий и насадок в атмосферу при постоянном напоре. 9. Изобразите и поясните схемы истечения жидкости из малого отверстия в тонкой стенке и через внешний цилиндрический насадок в атмосферу. 10. Где больше скорость истечения жидкости через насадок или через отверстие? Работа 6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА В НАПОРНОМ ТРУБОПРОВОДЕ
Цель работы: Определить опытным путем величину повышения давления Dроп при прямом гидравлическом ударе в напорном трубопроводе, сравнить ее с величиной Dр, вычисленной по формуле Н. Е. Жуковского, и подсчитать относительное отклонение.
Общие сведения Гидравлическим ударом называется изменение (повышение или понижение) давления в напорном трубопроводе при резком изменении скорости движения жидкости (например, в результате резкого закрытия или открытия затвора). Повышение давления при гидравлическом ударе может быть настолько большим, что способно привести к разрыву трубопровода. При быстром закрытии затвора сначала остановится не вся масса жидкости, заключенная в трубопроводе, а лишь часть ее, находящаяся непосредственно перед затвором (рисунок 6.1). Это происходит благодаря инерции и упругим свойствам жидкости и материала трубы (остановившаяся масса жидкости несколько сжимается, труба расширяется, а давление в жидкости резко возрастает). Затем повышение давления весьма быстро распространяется по трубопроводу от затвора к резервуару. Скорость распространения повышения давления называют скоростью распространения ударной волны С.После того как во всем трубопроводе давление повысится, жидкость начнет выходить из зоны повышенного давления обратно в резервуар и давление в трубопроводе начнет понижаться. Затем в зону пониженного давления снова пойдет жидкость из резервуара и давление снова повысится. Благодаря упругим свойствам жидкости и стенок трубопровода, этот процесс довольно быстро затухает. Наиболее опасным является первое повышение давления. Ударная волна пройдет по всему трубопроводу (от затвора до резервуара) за время t = ℓ/с (здесь ℓ – длина трубопровода). Время одного цикла, включающего в себя повышение и понижение давления, называются фазой удара T = 2ℓ/с Если время закрытия tз затвора меньше или равно фазе удара Т (tз £ Т), удар называется прямым. Удар может возникнуть, например, при внезапном выключении насоса, подающего воду по нагнетательному трубопроводу в резервуар. Жидкость после выключения насоса по инерции некоторое время будет двигаться и в трубопроводе возникнет понеженное давление. Затем начнется обратное движение жидкости из резервуара в область пониженного давления в трубопроводе и давление здесь повысится подобно тому, как это наблюдалось при прямом ударе. Из изложенного ясно, что параметры движения жидкости при гидравлическом ударе изменяются с течением времени. Следовательно, при гидравлическом ударе движение жидкости является неустановившимся. Для определения повышения давления Dр при прямом гидравлическом ударе Н. Е. Жуковским в 1898 г. предложена формула
где r - плотность жидкости; С - скорость распространения ударной волны; u - средняя скорость движения жидкости в трубопроводе до закрытия затвора ( при установившимся движении). Величину С вычисляют по формуле
где d - внутренний диаметр трубопровода; d - толщина стенки трубопровода.
Описание установки Установка (рисунок 6.1) состоит из горизонтального стального трубопровода 2, присоединенного к напорному резервуару 1, в котором уровень воды во время опытов поддерживается на постоянной отметке с помощью переливного устройства 9. Питание резервуара 1 осуществляется по напорному трубопроводу 8.
Рисунок 6.1 – Схема лабораторной установки
В конце трубопровода 2 имеется вентиль 6 для регулирования скорости движения воды в нем, клапанный затвор 4, позволяющий практически мгновенно перекрывать трубопроводу пружинный манометр 3, с помощью которого измеряется давление в жидкости до и в момент закрытия затвора. Для измерения расхода воды служит мерный бак 7, снабженный водомерной трубкой, и секундомер 5.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
(6.1)
(6.2)
- скорость звука в жидкой среде (для воды Сзв»1425 м/с); 