Лабораторная работа № 13(6).

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Журнал лабораторных работ по гидравлике.docx

Скачиваний:

Добавлен:

17.11.2018

Размер:

664.36 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 2324 / 2424

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?
Лабораторная работа № 13(6).
Экспериментальное изучение прямого гидравлического удара в напорном трубопроводе
Цель работы:___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Теория вопроса:_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Описание опытной установки:
Рис.13. Схема установки:
1-________________________________________________,
2-________________________________________________,
3-________________________________________________,
4-________________________________________________,
5-________________________________________________,
6-________________________________________________,
7-________________________________________________,
8-________________________________________________,
9-________________________________________________,
10-_______________________________________________.
Порядок выполнения работы и обработка опытных данных
1. Заполнить установку водой.
2. Открыв (неполностью) вентиль 6, обеспечить пропуск по трубопроводу 2 некоторого расхода воды.
3. Измерить расход воды Q с помощью мерного бака 7 и секундомера 5 и давление в трубопроводе 2 с помощью манометра 3.
4. Перекрыть затвором 4 трубопровод 2 и измерить по манометру 3 величину максимального давления при ударе.
5. Записать в таблицу 6.1 полученные при измерениях данные.
6. Сделать еще два аналогичных опыта при других расходах воды.
7. Обработать опытные данные так, как указано в таблице 6.1.
8. Дать заключение по результатам работы.
Методика проведения исследований.______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Обработка опытных данных. Выполнение расчетов:
Данные опытов и расчетов свести в таблицу 13.

Таблица 13

№ п/п	Наименования измеряемых и вычисляемых величин	Ед. изм.	Результат измерений и вычислений
№ п/п	Наименования измеряемых и вычисляемых величин	Ед. изм.	Опыт 1	Опыт 2	Опыт 3
1	Внутренний диаметр трубопровода d	м
2	Толщина стенки трубопровода 	м
3	Площадь поперечного сечения трубопровода  = d²/4	м²
4	Объем воды в мерном баке W	м³
5	Время наполнения объема t	с
6	Расход воды в трубопроводе Q = W/t	м³/с
7	Средняя скорость движения воды в трубопроводе (до удара) V = Q/	м/с
8	Скорость распространения ударной волны	м/с
9	Повышение давления при ударе по формуле Н. Е. Жуковского p = Cυ	Па
10	Давление в трубопроводе до удара (по манометру) р₁	Па
11	Наибольшее давление в трубопроводе при ударе (по опытам) р_оп= р₂- р₁	Па
12	Повышение давления при ударе (по опытам) р_оп= р₂- р₁	Па
13	Относительное отклонение	%

Выводы: _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте понятие гидравлического удара.
2. Прямой и непрямой гидравлический удар.
3. Что такое фаза удара?
4. Объясните процесс изменения давления в трубопроводе, питаемом из резервуара, при прямом гидравлическом ударе.
5. Напишите и поясните формулу Н. Е. Жуковского для определения повышения давления при ударе.
6. Напишите и поясните формулу для определения скорости распространения ударной волны.
7. Каковы основные меры борьбы с гидравлическим ударом?
Приложения

П-1. Производные единицы Международной системы СИ

Величина	Наименование	Обозначение	Соотношение с внесистемными единицами
Объемный расход	Кубический метр в секунду	м³/с	1 л/с = 10^-3 м³/c
Массовый расход	Килограмм в секунду	кг/с
Скорость движения	Метр в секунду	м/с
Ускорение	Метр на секунду в квадрате	м/с²
Сила	Ньютон	Н	1 дин = 10^-5 Н 1 кгс = 9,80665 Н
Давление	Паскаль (Ньютон на квадратный метр)	Па (Н/м²)	1 кгс/см² = 9,8066510⁴ Па 1 мм рт ст = 133 Па 1 мм вд ст = 9,81 Па
Динамический коэффициент вязкости	Паскаль – секунда (Ньютон секунда на квадратный метр)	Пас (Нс/м²)	1 П = 0,1 Пас 1 кг с/м² = 9,80665 Пас 1 кг (см) = 1 Пас
Кинематический коэффициент вязкости	Квадратный метр на секунду	м²/с	1 Ст = 10^-4 м²/с
Плотность	Килограмм на кубический метр	кг/м³

П-2. Зависимость коэффициента кинематической вязкости воды от температуры

t C	10⁶ м²/с	t C	10⁶ м²/с	t C	10⁶ м²/с
1	1,725	11	1,27	21	0,98
2	1,660	12	1,24	22	0,960
3	1,61	13	1,20	23	0,94
4	1,56	14	1,17	24	0,92
5	1,52	15	1,14	25	0,90
6	1,47	16	1,11	26	0,88
7	1,42	17	1,08	27	0,86
8	1,38	18	1,06	28	0,84
9	1,34	19	1,03	29	0,82
10	1,31	20	1,01	30	0,81

П-3. Коэффициент кинематической и динамической вязкости капельных жидкостей (при t = 20C)

Жидкость	, Пас	10⁴, м²/с
Вода пресная	0,00101	0,01012
Глицерин безводный	0,512	4,1
Керосин /при 15C/	0,0016  0,0025	0,02  0,03
Бензин /при 15C/	0,0006  0,00065	0,0085  0,0093
Масло касторовое	0,972	10,02
Нефть /при 15C/	0,007  0,008	0,081  0,093
Ртуть	0,0015	0,0011
Спирт этиловый безводный	0,00119	0,0151

П-4. Зависимость скоростного напора от скорости течения жидкости

V, м/с	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
0,1	0,0005	0,0006	0,0007	0,0008	0.0009	0,0011	0,0012	0,0014	0,0016	0,0018
0,2	0,002	0,002	0,002	0.003	0,003	0,0003	0,004	0,004	0,004	0,004
0,3	0,005	0,005	0,005	0,006	0,006	0,006	0,007	0,007	0,007	0,007
0,4	0,008	0,009	0,009	0,009	0,01	0,01	0,011	0,011	0,012	0,012
0,5	0,013	0,013	0,014	0,014	0,015	0,015	0,016	0,017	0,017	0,018
0,6	0,018	0,019	0,02	0,02	0,021	0,022	0,022	0,023	0,024	0,024
0,7	0,025	0,026	0,026	0,027	0,028	0,029	0,029	0,03	0,031	0,032
0,8	0,033	0,033	0,034	0,035	0,036	0,037	0,038	0,039	0,039	0,04
0,9	0,041	0,042	0,043	0,044	0,045	0,046	0,047	0,048	0,049	0,05
1,0	0,051	0,052	0,053	0,054	0,055	0,056	0,057	0,058	0,059	0,061
1,1	0,062	0,063	0,064	0,065	0,066	0,067	0,069	0,07	0,071	0,072
1,2	0,073	0,075	0,076	0,077	0,078	0,08	0,081	0,082	0,084	0,085
1,3	0,086	0,087	0,089	0,09	0.092	0,093	0,094	0,096	0,097	0,098
1,4	0,1	0,101	0,102	0,104	0.106	0,107	0,109	0,11	0,112	0,113
1,5	0,115	0,116	0,118	0,119	0,121	0,122	0,124	0,126	0,128	0,13
1,6	0,13	0.132	0,134	0,135	0,137	0,139	0,14	0,142	0,144	0,146
1,7	0,147	0,149	0,151	0,153	0,154	0,156	0,158	0,16	0,162	0,164
1,8	0,165	0,167	0,169	0,171	0,173	0,175	0,177	0,179	0,181	0,183
1,9	0,187	0,186	0,188	0,19	0,192	0,194	0,196	0,198	0,2	0,202
2,0	0,204	0,206	0,208	0,21	0,212	0,214	0,216	0,218	0,22	0,222
2,1	0,225	0,227	0,229	0,231	0,233	0,235	0,237	0,239	0,241	0,243
2,2	0,247	0,249	0,251	0,253	0,256	0,258	0,26	0,262	0,264	0,266
2,3	0,27	0,272	0,274	0,277	0,279	0,281	0,283	0,285	0,287	0,289
2,4	0,294	0,296	0,298	0,301	0,303	0,305	0,307	0,309	0,311	0,313
2,5	0,319	0,321	0,324	0,326	0,329	0,331	0,333	0,335	0,337	0,339
2,6	0,344	0,347	0,35	0,352	0,356	0,358	0,36	0,362	0,364	0,366
2,7	0,372	0,374	0,377	0,38	0,383	0,385	0,387	0,389	0,391	0,393
2,8	0,4	0,402	0,405	0,408	0,411	0,414	0,417	0,42	0,423	0,426
2,9	0,429	0,432	0,435	0,438	0,441	0,444	0,447	0,45	0,453	0,456
3,0	0,459	0,462	0,465	0,468	0,471	0,474	0,477	0,48	0,483	0,486

Пример: если V = 0.84 м/с, то v²/2g = 0.036 м

П-5. Средние значения коэффициентов истечения воды из отверстий и насадков

Тип отверстия и насадка
Круглое отверстие в тонкой стенке	0,97	0,63	0,06	0,62
Наружный цилиндрический насадок	0,82	1,0	0,5	0,82
Внутренний цилиндрический насадок	0,71	1,0	1,0	0,71
Конический сходящийся насадок ( = 1324’)	0,98	0,50	0,060,09	0,49
Конический расходящийся насадок ( = 8)	0,963	0,982	3,04,0	0,946
Коноидальный насадок	0,45	1,0	0,04	0,45
Внутренний короткий насадок	0,98	1,0	1,0	0,98

Примечание: Для конических насадков коэффициенты относятся к сечению выходного отверстия.
П-6. Методика определения периода времени
При истечении жидкости из резервуара с площадью поперечного сечения через отверстие с площадью за период времени напор в резервуаре изменится от до . При отсутствии притока воды в призматический резервуар время изменения напора от до определяется по формуле,
где - коэффициент расхода ();
-ускорение силы тяжести;
-начальный напор воды над центром отверстия в резервуаре;
- конечный напор над центром отверстия в резервуаре
- время истечения воды.