Экспериментальная установка

Схема установки приведена на рис. 3.1. Вода из напорного бака 1 проходит последовательно через входной вентиль 2, магистральный трубопровод 3, участки трубопровода с резким 4 и плавным 5 поворотами, резким расширением 6 и резким сужением 7, диафрагму 8 и сливается в бак 10. Расход воды регулируется вентилем 9 и определяется по перепаду давления на диафрагме 8 с помощью тарировочного графика. Уровень в баке 1 поддерживается постоянным, с помощью насоса 11.

Пьезометрический напор в жидкости на различных участках трубопровода определяется по показаниям пьезометрических трубок h₁ – h₁₀, выведенных на общий щит и установленных на исследуемых участках трубопровода.

Рис. 3.1. Схема экспериментальной установки.

Диаметр магистрального участка трубопровода d = 1,610^2 м; плотность воды – 1000 кг/м³

Порядок выполнения работы

1. Включить насос 11 и заполнить напорный бак 1.

2. Открыть вентиль 2 полностью и с помощью вентиля 9 установить заданное значение расхода воды. Величина расхода Q (м³/с) определяется по разности h_9,10 показаний пьезометров h₉ и h₁₀ (h_9,10 = h₉ – h₁₀) и тарировочному графику.

3. При данном значении расхода снять показания всех пьезометров, данные занести в табл. 3.1.

4. Изменить расход жидкости и при каждом значении расхода снять показания всех пьезометров, данные занести в табл. 3.1. После выполнения работы закрыть вентили 2 и 9 и отключить насос.

Таблица 3.1

№ опыта	Показания пьезометров
	h1, мм	h2, мм	h3, мм	h4, мм	h5, мм	h6, мм	h7, мм	h8, мм	h9, мм	h10, мм
1 2 3

Обработка экспериментальных данных

1. Определить потери напора на отдельных участках трубопровода, например, h_1,2 = h₁  h₂. Данные занести в табл. 3.2.

2. По перепаду напора на диаграмме h_9,10 = h₉  h₁₀ с помощью тарировочной кривой (Приложение 1) определить расход воды для всех 7 опытов. Данные занести в табл. 3.2.

3. Определить среднюю скорость воды в трубопроводе

V = 4Q/d2, м/с.

(3.3)

где d диаметр магистрального участка трубопровода и d = 1,6×10^-2 м;

4. Для каждого значения скорости потока вычислить потери напора по длине h_пот, например, h_2,3 = h₂  h₃ и на отдельных участках трубопровода (местных сопротивлениях) в соответствии с табл. 3.2.

Таблица 3.2

№ опыта		1	2	3
Объемный расход	Q, м3/с
Средняя скорость	V, м/с
Входной вентиль	Dh1,2, м
	N1,2, Вт
Магистральный трубопровод	Dh2,3, м
	N2,3, Вт
Резкий поворот на 90о	Dh3,4, м
	N3,4, Вт
Плавный поворот на 90о	Dh4,5, м
	N4,5, Вт
Резкое расширение	Dh6,7, м
	N6,7, Вт
Резкое сужение	Dh7,8, м
	N7,8, Вт
Диафрагма	Dh9,10, м
	N9,10, Вт

5. Мощность, затрачиваемая на преодоление каждого из гидравлических сопротивлений, определяется по формуле

,

(3.4)

где   плотность воды 1000 кг/м³;

g  ускорение свободного падения 9,8 м/с;

h_пот  потери напора по длине на данном участке трубопровода;

Q  объемный расход, м³/с;

6. Провести сравнительный анализ потерь энергии на каждом из участков сложного трубопровода. Обратить внимание на влияние скорости течения на потери энергии.