2. Описание экспериментальной установки
В качестве экспериментальной установки используется трубопровод переменного сечения для демонстрации уравнения Бернулли (рис. 5.1.). Вид местного сопротивления задается каждому студенту (группе студентов) индивидуально: внезапное сужение, внезапное расширение, диафрагма, плавное сужение, плавное расширение.
Измерение расходов производится объемным способом с помощью мерного бака и секундомера. Для измерения давлений перед и после местного сопротивления служат пьезометры.
3. Порядок проведения работы
Установка приводится в рабочее состояние, для чего запорными вентилями устанавливается какой-либо постоянный расход в системе.
Снимаются показания пьезометров при установившемся движении жидкости и замеряется объем воды за время .
Замеряется температура воды в мерном баке.
Повторить опыт при расходах, близких к первоначальному.
4. Обработка экспериментальных данных
1) По известному объему воды за время определяется расход воды.
2) По замеренной температуре определяется кинематическая вязкость воды.
3) Определяется средняя скорость в требуемых сечениях и определяются скоростные напоры, при 1 = 2 = 1.
4) Определяются полные напоры в требуемых сечениях местного сопротивления и потери напора на нем: hм = e1 - e2.
5) Вычисляется коэффициент местного сопротивления оп = 2ghм/V2 .
6) Определяется число Рейнольдса Re = Vd/v и строится график зависимости = f(Re) в полулогарифмических координатах и lg(Re), по графику находятся границы квадратичной зоны для данного местного сопротивления, в которой = const.
7) Выбирается из справочника или рассчитывается значение коэффициента аналогичного местного сопротивления. Результаты вычислений записываются в табл. 7.1.
Таблица 7.1.
Результаты измерений и вычислений
d1 = … см; d2 = … см; t = … C; = … см2/сек; g = 981 см/сек2 |
|||||||
№ п/п |
W |
|
|
|
Q |
V1 |
V2 |
|
см3 |
сек |
см |
см |
см3/сек |
см/сек |
см/сек |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Продолжение табл. 7.1.
|
|
e1 |
e2 |
hм |
Re |
оп |
lg(Re) |
|
см |
см |
см |
см |
см |
– |
– |
– |
– |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
Рис.7.2. Зависимость коэффициента местного сопротивления диафрагмы от числа Рейнольдса Re
Контрольные вопросы
1. Что такое местное сопротивление?
2. Как определяются потери напора в местных сопротивлениях?
3. От чего зависит величина коэффициента местных потерь?
4. Почему опытный коэффициент отличается от табличного?
5. В чем состоит принцип наложения потерь?
6. Как влияет вязкость жидкости на коэффициент сопротивления?