11085
.pdfПерв. примен.
Справ. №
Инв. № дубл. Подп. и дата
m = 42г, – масса пластины
Следовательно:
FC m g hG sin( ) . hC
Найденные значения FC занести в табл. 2.8.1.
14. Найти теоретическую силу воздействия на преграду по средней скорости истечения жидкости из сопла по формуле Эйлера.
FCТ А 2 sin( ) .90 (см. 2.8.1).
Полученные значения теоретической силы воздействия на преграду занести в таблицу 2.8.1. сравнить с величинами, рассчитанными по п. 9.
15. Сделать выводы.
|
|
h |
|
|
|
G |
|
|
|
= |
1 |
|
|
6 |
|
|
|
2 |
|
64 |
|
5 |
5 |
|
6 |
|
|
= |
|
0 |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
h |
|
|
|
n
Fc |
mg |
|
|
|
|
|
|
= |
9 |
0 |
- |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Рис. 2.8.1. Схема для определения силы воздействия струи FC на плоскую преграду из условия равновесия пластины
Таблица 2.8.1
№ |
, |
V, |
t, |
Q, |
, |
FC , |
FCТ , |
|
град. |
л. |
сек. |
л/с. |
м/с |
Н |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
10 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
15 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
20 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
25 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
30 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
35 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.9 Лабораторная работа №9 Иллюстрация уравнения Бернулли, диаграмма напоров
Целью работы является изучение закономерностей течения жидкости (уравнения Бернулли) в сложном трубопроводе при последовательном соединении участков разного диаметра. Экспериментальное построение напорной характеристики, построение напорной и пьезометрической линий сложного трубопровода. Изучение влияния геометрической высоты трубопровода на величины полного и гидростатического напора и расход через трубопровод.
Сложный трубопровод состоит из трех последовательно соединенных
прозрачных труб из органического стекла с |
внутренними диаметрами |
||
dI 16 мм , |
dII 10,2 мм , |
dIII 16 мм . Расстояния между точками отбора и |
|
схему подключения пьезометров см. рис. 1. |
|
||
Для |
исследования |
влияния изменений |
геометрического напора |
конструкцией стенда предусмотрена возможность изменения угла наклона оси трубопровода к горизонту.
Переходы между участками трубопровода выполнены в виде конусов (конфузора и диффузора).
1.Убедиться в том, что краны КР1, КР2 открыты.
2.Полностью закрыть задвижки З1, З2, З4, З5, З6, З7 и краны КР3, КР4, КР6, КР8.
3.Краны КР5 и КР7 полностью открыть.
4.Включить питание системы управления.
5.Повернуть переключатель насоса Н1 в среднее положение (II) и включить питание насоса переключением соответствующего тумблера на блоке управления.
6.Дождаться заполнения накопительного бака, вплоть до возникновения перелива, через переливной трубопровод.
7.Откручивая рукоятку задвижки З6 установить уровень жидкости в пьезометре №12 (Hп12) в соответствии с табл. 2.9.1.
8.Для измерения расхода рабочей жидкости повернуть переключатель на контрольно-измерительном блоке в положение «Время наполнения емкости ЕМ» или «Секундомер с ручным управлением».
9.Нажать кнопку «Сброс параметров».
10.Закрыть кран КР7.
11.Измерить время t заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость ЕМ1, в соответствии с выбранным режимом. Записать значения в таблицу 2.9.1.
12.Открыть кран КР7.
13.Записать в таблицу 2.9.1. показания пьезометров № 13, 14, 15, 17,
18 ( НП13 , НП14 , НП15 , НП17 , НП18 ).
14.Повторить действия, описанные в пунктах 7-13 для всего интервала
НП13 из табл. 2.9.1. Результаты замеров записать в табл. 2.9.1.
15.Изменяя угол наклона трубопровода Т3 (контроль по специальной линейке размещенной на кронштейне трубопровода) при неизменной величине перекрытия задвижки З6 (рекомендуется перекрытие около 4 оборотов рукоятки задвижки от полностью закрытого состяния), повторить измерения по п.п. 8-13. Результаты записать в таблицу 2.9.2.
Чтобы изменить угол наклона трубопровода Т3 следует ослабить барашек винтового фиксатора, расположенный на тыльной стороне пластины кронштейна, придерживая поворотный механизм за металлическую прямоугольную трубу, к которой крепится прозрачный трубопровод, установить требуемый угол наклона, затянуть барашек винтового фиксатора.
16.Полностью закрыть задвижку З6.
17.Выключить питание системы управления.
18.Выключить питание насоса Н1.
19.Рассчитать величину подачи QН = V/ t насоса и записать значения в таблицу 2.9.1.
20.Рассчитать потери статического напора по длине участков трубопровода hI HП12 HП13 ; hII HП14 HП15 ; hIII HП17 HП18 .
21.Рассчитать местные потери пьезометрического напора:
а) в плавном сужении русла (конфузоре) hI II HП13 HП14 ; б) в плавном расширении (диффузоре) hII III HП15 HП17 .
22. Рассчитать средние скорости жидкости и критерии Рейнольдса для каждого участка.
|
Q |
, |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
I |
|
III |
|
12 |
13 |
|
17 |
18 |
AI |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
II |
14 |
15 |
|
|
AII |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ReI |
I d |
, |
ReII |
II |
d |
, ReIII |
III |
d |
, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23. Рассчитать скоростные напоры на каждом участке трубопровода:
H Iv |
I |
2 |
, H IIv |
|
II |
2 |
, H IIIv |
|
III |
2 |
. |
2g |
2g |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
2g |
24. Рассчитать потребные пьезометрические напоры для каждого участка:
h h h |
II |
|
H |
П12 |
H |
П14 |
; |
|
||||||||||||||
I |
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
h h h |
III |
H |
П14 |
H |
П17 |
; |
|
|||||||||||||||
II |
II |
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
h |
h |
H |
П17 |
H |
П18 |
. |
|
|
|
|
||||||||||||
III |
|
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
25. Потребный пьезометрический напор сложного трубопровода: |
||||||||||||||||||||||
h h |
h |
h |
H |
П12 |
H |
П18 |
. |
|||||||||||||||
ПОТР |
I |
II |
|
|
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
26. Рассчитать потребные полные напоры участков и трубопровода в |
||||||||||||||||||||||
целом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H h |
I 2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
H |
h |
II 2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
II |
|
II |
|
|
|
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
H |
h |
|
III |
. |
|
||||
III |
III |
|
2g |
|
|
|
|
Принять 1 при турбулентном течении и 2 при ламинарном. Полный напор сложного трубопровода с последовательным соединением:
H HI HII HIII .
27. Построить характеристики для участков трубопровода H I f (Q) ,
H II f (Q) , H III f (Q) и общую характеристику сложного трубопровода с последовательным соединением участков в координатах подача – потребный напор H f (QН ) .
28. При одном фиксированном значении расхода через трубопровод (рекомендуется при максимальном) построить линии пьезометрического напора, дополнив его линиями скоростных напоров получить линию полного напора.
Линию пьезометрических напоров следует строить по показаниям пьезометров. Для этого выбирается одна из строк таблицы 2.9.1, соответствующая какому-либо значению расхода через трубопровод Т3 (желательно выбирать значение примерно из середины интервалов).
Линия полного напора получается при увеличении линии пьезометрического напора на величину скоростного напора.
Полный напор в сечениях:
H H |
П12 |
H v , H H |
П13 |
H v |
; |
||||
12 |
|
|
I |
13 |
I |
|
|||
H H |
П14 |
|
H v |
, H H |
П15 |
H v |
; |
||
14 |
|
|
II |
15 |
II |
|
|||
H H |
П17 |
H v |
, H H |
П18 |
H v . |
||||
17 |
|
III |
18 |
III |
Схематичный пример построения пьезометрической и напорной линий показан на рис. 2.9.1.
29. Рассчитать и построить графики зависимости потерь полного напора в местных сопротивлениях от числа Рейнольдса:
а) для плавного сужения:
Н |
|
H H H |
|
|
2 |
H |
|
2 |
, |
|
|
I |
II |
|
|||||
ПС |
П13 |
|
|
|
|||||
|
13 14 |
|
2g |
14 |
2g |
||||
|
|
|
|
|
|
( Н ПС f (ReII ) );
б) для плавного расширения:
Н |
|
H |
H |
H |
|
|
|
2 |
H |
|
|
|
2 |
, |
|
|
II |
|
|
III |
|
||||||||
ПР |
П15 |
|
|
17 |
|
|
||||||||
|
15 |
17 |
|
|
2g |
|
2g |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( Н ПР f (ReII ) ).
30. Рассчитать величины коэффициентов сопротивлений плавного сужения – ПС и плавного расширения – ПР .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
|
ПС |
Н |
ПС |
/ |
II |
|
|
|
, |
||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
2 g |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
ВР |
Н |
ПР |
/ |
|
II |
|
. |
|
||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 g |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31.Построить графики зависимостей ПС f (ReII ) и ПР f (ReII ) .
32.Сделать выводы.
Н, |
|
|
|
|
|
мм. |
|
|
|
|
|
|
v 2 |
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
2g |
|
|
|
|
|
НП14 |
|
|
|
|
12 |
13 |
14 |
15 |
17 |
18 |
|
|
|
|
Рис. 2.9.1 Пьезометрическая и напорная линии
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.9.1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
V, |
|
t, |
|
Q, |
|
|
Hп12, |
|
Hп13, |
Hп14, |
|
|
Hп15, |
|
Hп17, |
Hп18, |
|
I , |
|
II , |
|
|
III , |
|
ReI |
|
|
ReII |
ReIII |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
л. |
|
сек. |
|
л/с. |
|
|
мм. |
|
мм. |
мм. |
|
|
|
мм. |
|
мм. |
мм. |
|
м/с. |
|
м/с. |
|
|
м/с. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
650 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.9.1 (продолжение) |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
№ |
h |
, |
|
h |
, |
h |
, |
h |
, |
h |
, |
|
h |
, |
h , |
|
h , |
|
h |
, |
H v , |
|
H v , |
|
H v , |
|
H , |
H , |
H |
, |
|
H , |
Н |
ПС |
, |
Н |
ПР |
, |
|
ПС |
|
|
ВР |
||||||||
|
I |
|
|
II |
|
III |
|
I II |
|
II III |
|
|
ПОТР |
I |
|
II |
|
III |
|
|
I |
|
II |
|
III |
|
|
I |
II |
|
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
мм. |
мм. |
мм. |
|
мм. |
|
мм. |
|
|
мм. |
|
мм. |
|
мм. |
|
мм. |
|
мм. |
|
мм. |
|
мм. |
|
мм. |
мм. |
|
мм. |
|
|
мм. |
мм. |
|
мм. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.9.2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Наклон к |
V, |
t, |
Q, |
Hп12, |
Hп13, |
Hп14, |
Hп15, |
Hп17, |
Hп18, |
|
|
горизонту Т3, |
л. |
сек. |
л/с. |
мм. |
мм. |
мм. |
мм. |
мм. |
мм. |
|
|
град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|