Определение потерь напора по длине
Цель работы
1. Освоение экспериментального и расчетного методов определения потерь напора на трение по длине.
2. Проведение сравнительного анализа потерь напора по длине, полученных экспериментальным методом, с потерями напора, рассчитанными по формуле Дарси-Вейсбаха при использовании расчетных зависимостей для коэффициента гидравлического трения. Вычисление относительного расхождения экспериментального и расчетного значений потерь напора по длине.
Порядок выполнения работы
1. Перенести из табл. № 9 лабораторной работы № 6 в табл. 11 (см. Приложение) следующие данные канала постоянного сечения: значения пьезометрических напоров сечений III и V ( и ); значение средней скорости (VIII = VV) и скоростного напора , а также кинематического коэффициента вязкости ν. Либо снять показания пьезометров в вышеназванных сечениях ( и ). Измерить время τ (в секундах) перемещения уровня воды в баке на произвольно заданную величину S и температуру в помещении t в °С с целью дальнейшего определения:
- средней скорости V течения воды в канале постоянного сечения

- скоростного напора

- кинематического коэффициента вязкости воды ν
ν =(17, 9·10-4)/(1000+34·t + 0, 22·t2). (21)
Числовые значения поперечного сечения бака А и В, а также площади канала постоянного сечения ω определить по табло на устройстве № 4.
2. Определить опытное значение потерь напора на трение по длине ∆ hдл как разность пьезометрических напоров (показаний пьезометров) в сечениях III и V, то есть
∆ hдл = - 
3. Измерить длину l между сечениями III и V.
4. Вычислить число Рейнольдса Re , предварительно определив диаметр сечения d по площади канала ω , и относительную шероховатость k =Δ / d, приняв абсолютную шероховатость стенок канала ∆ = 0, 001 мм.
5. Определив зону сопротивления, вычислить коэффициент гидравлического трения λ по формуле, соответствующей данной зоне сопротивления.
6. Найти расчетное значение потерь напора на трение .
7. Определить относительное расхождение δ опытного ∆ hдл и расчетного ∆ h*дл значений потерь напора на трение.
8. Сделать выводы по лабораторной работе.

Рис. 10. График изменения коэффициента гидравлического
трения λ от числа РейнольдсаRe
Список литературы
1. Калицун В.И. Гидравлика, водоснабжение и канализация: учеб. пособие для вузов / В. И. Калицун, В. С. Кедров, Ю. М. Ласков. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: Стройиздат, 2003. - 397 с.: ил. - Библиогр.: с. 392.
2. Основы гидравлики и аэродинамики: учебник / В.И. Калицун [и др.]; - [2-е изд., перераб. и доп]. - Москва: Стройиздат, 2002. - 296 с.
3. Шейпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: учеб. пособие / А. А. Шейпак; Моск. гос. индустриальный ун-т, Ин-т дистанц. образования. - 4-е изд., стер. - Москва: МГИУ, 2005 -Ч.1. - 2005. - 192 с.
4. П.Н. Бровченко, Л.С. Прохасько «Руководство по эксплуатации портативного комплекса «Капелька»»
ПРИЛОЖЕНИЕ
К лабораторной работе № 1
Таблица 1
Вид жидкости
| r, м
| W, м3
| ∆ t, °C
| l, м
| ∆ W, м3
| β T, °C-1
| β T*, °C-1
| Спирт
|
|
|
|
|
|
|
| Таблица 2
Вид жидкости
| m, кг
| d, м
| h, м
| ρ, кг/м3
| ρ *, кг/м3
| Вода
|
|
|
|
|
| Таблица 3
Вид жидкости
| ρ, кг/м3
| τ, с
| l, м
| d, м
| D, м
| ρ ш, кг/м3
| ν, м2/с
| ν *, м2/с
| М-8В
|
|
|
|
| 0, 02
|
|
|
| Таблица 4
Вид жидкости
| M, м2/с2
| τ, с
| ν, м2/с
| t, °C
| ν *, м2/с
| М-8В
|
|
|
|
|
| Таблица 5
Вид жидкости
| К, м3/с
| ρ, кг/м3
| n
| σ, Н/м
| σ *, Н/м
| М-8В
|
|
|
|
|
|
К лабораторной работе № 3
Таблица 6
№ п/п
| Наименование величин, размерность
| Обозначения,
формулы
| Условия опыта
| ро > рат
| ро < рат
|
| Пьезометрическая высота, м
| hп
|
|
|
| Уровень жидкости в резервуаре, м
| h
|
|
| Л
| Манометрическая высота, м
| hм
|
|
|
| Вакуумметрическая высота, м
| hв
|
|
|
| Абсолютное давление на дне резервуара по показанию пьезометра, Па
| ра = ро+ ρ ·g·h
|
|
|
| Абсолютное давление в резервуаре над жидкостью, Па
| =ро+ ρ ·g·h
=ро - ρ ·g·h
|
|
|
| Абсолютное давление на дне резервуара через показания мановакуумметра и уровнемера, Па
| = + ρ ·g·h
|
|
|
| Относительная погрешность результатов определения давления на дне резервуара, %
| δ =100(рa- )/рa
|
|
|
К лабораторной работе № 4
Таблица 7

К лабораторной работе № 5
Таблица 8
№
| Наименование величин, размерность
| Обозначения, формулы
| № опыта
| п/п
|
|
|
| Температура воды, °С
| t
|
|
|
| Кинематический коэффициент вязкости, м/с
| ν = (17, 9·10-4)/(1000+34·t + 0, 22·t 2)
|
|
|
| Изменение уровня воды в баке, м
| S
|
|
|
| Время наблюдения за уровнем S, с
| τ
|
|
|
| Объем воды, поступившей в бак за время τ , м3
| W=A·B·S
|
|
|
| Расход воды, м3/с
|
|
|
|
| Средняя скорость течения в канале, м/с
|
|
|
|
| Число Рейнольдса
| Re =
|
|
|
| Название режима течения
| Re< 2300 - ламинарный режим
Re > 2300 - турбулентный режим
|
|
|
К лабораторной работе № 6
Таблица 9
Канал постоянного сечения
| №
п/п
| Наименование величин, размерность
| Обозначения, формулы
| Сечения канала
|
I
| II
| III
| IV
| V
| VI
|
| Пьезометрический напор, м
| HП =
|
|
|
|
|
|
|
| Изменение уровня воды в баке, м
| S
|
|
| Время наблюдения за уровнем S, с
|
|
|
| Расход воды, м 3/с
|
|
|
| Площадь сечения канала, м2
| ω
|
|
|
| Средняя скорость, м/с
|
|
|
|
| Скоростной напор, м
| Hк =
|
|
|
| Полный напор, м
| H = HП + Hк=
|
|
| *
| •
|
|
|
Таблица 9 (продолжение)
Канал переменного сечения
| № п/п
| Наименование величин, размерность
| Обозначения, формулы
| Сечения канала
|
I
| II
| III
| IV
| V
| VI
|
| Пьезометрический напор, м
| HП =
|
|
|
|
|
|
|
| Изменение уровня воды в баке, м
| S
|
|
| Время наблюдения за уровнем S, с
| τ
|
|
| Расход воды, м 3/с
|
|
|
| Площадь сечения канала, м2
| ω
|
|
|
|
|
|
|
| Средняя скорость, м/с
|
|
|
|
|
|
|
|
| Скоростной напор, м
| Hк =
|
|
|
|
|
|
|
| Полный напор, м
| H = HП + Hк=
|
|
|
|
|
|
|
К лабораторной работе № 7
№ п/п
| Наименование величин, размерность
| Обозначения, формулы
| Вид сопротивления
| Внезапное сужение сечения
| Внезапное расширение сечения
| II
| Ill
| IV
| V
|
| Площадь сечения канала, м2
| ω
|
|
|
|
|
| Полный напор,
м
| H = HП + Hк=
|
|
|
|
|
| Скоростной напор,
м
| Hк =
|
|
|
|
|
| Опытные значения местных потерь, м
| ∆ hВ.С. = HII – HIII
|
|
|
|
| ∆ h В.Р. = HIV – HV
|
|
|
|
|
| Коэффициенты
местных сопротивлений
| ζ В.С.=
|
|
| ζ В.Р. =
|
|
|
| Расчетные значения местных потерь, м
|
|
|
|
|
|
|
| Относительное расхождение опытного и расчетного значений потерь
|
|
|
|
|
|
| Таблица 10
К лабораторной работе № 8
Таблица 11
№
п/п
| Наименование величин, размерность
| Обозначения, формулы
| Значения величин
|
| Пьезометрический напор, м
|
|
|
|
|
| Изменение уровня воды в баке, м
| S
|
|
| Время наблюдения за уровнем Н, с
| τ
|
|
| Площадь сечения канала, м2
| ω
|
|
| Средняя скорость, м/с
|
|
|
| Скоростной напор, м
|
|
|
| Температура воды, °С
| t
|
|
| Кинематический коэффициент вязкости, м2/с
| ν =(17, 9·10-4)/(1000+34·t + 0, 22·t2)
|
|
| Опытное значение потерь напора на трение по длине, м
| ∆ hдл = -
|
|
| Длина l между сечениями III и V, м
| l
|
|
| Диаметр сечения канала, м
|
|
|
| Число Рейнольдса
|
|
|
| Относительная шероховатость
|
|
|
| Зона сопротивления
| |
|
| Коэффициент гидравлического трения
| λ
|
|
| Расчетное значение потерь напора на трение
|
|
|
| Относительное расхождение опытного и расчетного значений потерь напора на трение
|
|
|
Популярное:
|