3.6 Обработка опытных данных
Для потока воды в прямых круглых трубах применительно к сечениям, в которых подключены колена дифманометров, определяются численные значения следующих параметров.
3.6.1 Средняя скорость потока воды
,
где Q – объемный расход воды в трубопроводе, м3/с;
S – площадь живого сечения потока, м2.
Для определения площади необходимо измерить наружный диаметр трубопровода и, отняв от него две толщины стенки, вычислить внутренний диаметр. Толщину стенки можно принять равной 5 мм.
3.6.2 Число Рейнольдса
,
где d – внутренний диаметр трубы, м;
ν – кинематическая вязкость воды, м2/с.
3.6.3 Коэффициент местного сопротивления расчетный ξм определяют по справочным данным в зависимости от числа Рейнольдса, либо по формулам (3.7) (3.9) при турбулентном режиме движения.
3.6.4 Потери напора в местном сопротивлении рассчитывают по формуле (3.6).
3.6.5 Коэффициент Кориолиса определяют, пользуясь рисунком 3.3.
3.6.6 Затем по формулам (3.10), (3.11) вычисляют потери напора в местных сопротивлениях опытные и по формуле (3.5) опытный коэффициент местного сопротивления.
3.6.7 По результатам вычислений строят расчетные и опытные графики зависимости ξм = f(Re) для каждого местного сопротивления.
3.6.8 Значения коэффициентов, полученные опытным путем, сравнивают с расчетными значениями и определяют среднюю относительную погрешность в процентах.
3.7 Контрольные вопросы
1. Приведите уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкостей.
2. Какими формами механической энергии обладает поток жидкости? Какая из этих форм является специфической для жидкостей и газов?
3. Что называется местным сопротивлением? Виды местных сопротивлений.
4. Какова физическая природа потерь напора в различных местных сопротивлениях?
5. От чего зависит величина потерь напора в местных сопротивлениях?
6. Что называют коэффициентом местных сопротивлений?
7. От чего зависит численное значение коэффициента гидравлических потерь в местных сопротивлениях?
8. Можно ли измерить потери напора, если площадь поперечного сечения до и после местного сопротивления не одинакова?
9. Что представляет собой коэффициент Кориолиса? Зависит ли численное значение коэффициента Кориолиса от режима движения жидкости?
3.8 Тестовые задания
1. Какая жидкость называется идеальной?
а) Абсолютно несжимаемая под действием давления;
б) абсолютно несжимаемая под действием давления не изменяет плотности при изменении температуры и не обладает вязкостью;
в) обладает вязкостью;
г) изменяет плотность при изменении температуры.
2. Какую
величину в уравнении Бернулли называют
гидродинамическим напором
?
.
3. Какие
члены уравнения Бернулли
характеризуют потенциальную энергию потока?
а)
б)
в)
г)
.
4. Основное уравнение гидростатики представляет собой частный случай закона сохранения и превращения энергии, а именно: удельная потенциальная энергия во всех точках покоящейся жидкости есть величина постоянная.
Укажите размерность потенциальной энергии положения в системе единиц СИ:
а) кг; б) Н; в) м; г) Н/м2.
5. Расчетное уравнение для определения суммарных потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений на рассматриваемом участке:
где hМ – это:
а) местные потери; б) гидравлические потери на трение;
в) общие потери.
6. Какой критерий является мерой отношения изменений силы гидравлического давления к силе инерции подобных потоков:
а) критерий Рейнольдса; б) критерий Фруда;
в) критерий Эйлера; г) критерий гомохронности?
7. Укажите расчётное уравнение для определения потери напора в местных сопротивлениях:
а)
б)
в)
г)
.
8. В
формуле Вейсбаха
для потерь напора в местных сопротивлениях
ξ –
это:
а) коэффициент расхода жидкости; б) коэффициент напора жидкости; в) коэффициент местного сопротивления; г) коэффициент шероховатости в местном сопротивлении.
9. От чего зависит коэффициент местного сопротивления при турбулентном режиме?
а) от числа Рейнольдса; б) от вида местного сопротивления;
в) от шероховатости внутренней поверхности трубопровода;
г) от размеров трубопровода.
10. Укажите выражение Бернулли для вязкой несжимаемой жидкости:
а)
б)
в)
г)
.