Описание лабораторной установки.

Работа выполняется на модуле (рис. 4.1) универсального гидродинамического стенда. Перепад напоров на исследуемом участке трубы L определяется путем измерений пьезометрических напоров в двух сечениях. Для этого служат пьезометры, соединенные гибкими трубками со штуцерами в исследуемых точках.

Рис .4.1. Модуль «Потери напора по длине в круглой трубе»

Разность показаний пьезометров h₁ и h₂ представляет собой потерю напора по длине h_g=h,-h₂ Средняя скорость течения vопределяется по объемному расходу Q: v =Q / S, где S - площадь поперечного сечения трубы (внутренний диаметр модуля - 16 мм). Расход измеряется с помощью ротаметра, тарировочная кривая которого предоставляется преподавателем. Для выполнения работы необходимо: - включить насос HI на панели управления, - установить необходимый расход с помощью вентилей В2, В1 и выходного вентиля модуля ВЗ. Наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках убедиться, что достигнут установившийся режим течения и произвести измерения: - расхода воды по ротаметрам; -показаний пьезометров.

Кинематический коэффициент вязкости v определятся соответственно температуре по таблице 4.1.

После выполнения всех измерений и занесения их в таблицу следует с помощью вентиля изменить расход и после достижения установившегося режима повторить измерения. Для получения убедительного участка графика λ=f(Re) следует выполнить не менее 8-10 опытов. Желательно чтобы они охватывали весь возможный (для данного стенда) диапазон расходов от Q_max до Q_mim при котором величина h_g может быть еще достаточно точно измерена.

Таблица 4.1.

Значения коэффициента кинематической вязкости воды в зависимости от температуры.

Таблица 4.2.

Данные опытов и результаты расчетов.

Потери напора при внезапном расширении

Основное содержание работы.

Задачей работы является экспериментальное изучение закономерностей потерь напора и распределения давлений в местных сопротивлениях, конкретным видом которых является внезапное расширение трубы. По результатам измерения строятся графики распределения давлений по длине трубы, определяется коэффициент местного сопротивления и строится участок графика его зависимости от числа Рейнольдса. Основной формулой, связывающей величину потерь напора с параметрами потока и характерными размерами формула

(4.8)

где υ₁ и υ₂- средние скорости в исследуемых сечениях.

Используя уравнения неразрывности, эту формулу можно представить в виде:

(4.9)

где S₁ и S₂ - площади нормальных сечений; ξ _вн.р. - коэффициент потерь на внезапном расширении.

Следует подчеркнуть, что формула (4.8) получена из теоретической схемы, в которой игнорируются потери трения, а также предполагается равномерное распределение скоростей в сечениях труб. Поэтому коэффициент ξ_вн.р оказывается независимым от числа Рейнольдса, а сама формула отражает лишь так называемый квадратичный участок кривой, где в реальных условиях влияние числа Рейнольдса отсутствует.

Существует, по крайней мере два подхода к
экспериментальному определению коэффициента потерь при
внезапном расширении. Первый состоит в его определении по
измерениям давлений и скоростей в двух контрольных сечениях.
При таком способе учитывается не только потери на внезапном расширении, но и потери трения на контрольном участке. Согласно другому подходу, из полного коэффициента исключаются потери на трение, что можно сделать с помощью построения линии энергии по длине участка расширения путем вычисления потерь на трение по формуле равномерного движения или по данным опытов на специально оборудованной установке.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: