Материал: Практикум по напорной гидравлике и гидромашинам учебное пособие

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
Использование насадка любого типа вызывает увеличение расхода жидкости Q благодаря вакууму, возникающему внутри насадка в области сжатого сечения С–С (рис. 13) и обусловливающему повышение напора истечения.

Рис. 13. Истечение жидкости из внешнего цилиндрического насадка в атмосферу

Среднюю скорость истечения жидкости из насадка ʋ и расход Q определяют по формулам, полученным из уравнения Д. Бернулли, записываемого для сечений I–I и в–в (см. рис. 13):

???? = ????н 2???????? , (30)

где φн – коэффициент скорости насадка:


н
 ???? = 1

????+н

, (31)

где ζн – коэффициент сопротивления насадка.

Для выходного сечения в–в коэффициент сжатия струи = 1, так как насадок здесь работает полным сечением. Поэтому коэффициент расхода насадка н = н.


Расход жидкости, вытекающей из насадка, вычисляется по формуле, аналогичной формуле (29):

???? = ????н???? 2???????? . (32)

Описание установки


Установка (рис. 14) представляет собой напорный резервуар, в боковой поверхности которого имеется отверстие, закрываемое рычажным клапаном. Перед отверстием (снаружи резервуара) смонтирован поворотный круг с круглым отверстием и насадками различных типов. Поворачивая круг, можно установить против отверстия насадок нужного типа или отверстие требуемой формы. Вода в резервуар подается по трубопроводу открытием задвижки. Постоянный уровень воды в резервуаре во время опытов поддерживается переливной трубой.





Рис. 14. Схема установки для изучения истечения жидкости через отверстия и насадки
Для определения напора истечения Н резервуар снабжен водомерной трубкой со шкалой, ноль которой совмещен с центром отверстия. Расход воды при истечении из отверстий и насадков измеряется с помощью передвижного мерного бака и секундомера. Координаты x и y произвольных точек траектории струи измеряются с помощью координатной сетки, нанесенной на щит [6, 16].

Цель работы


    1. Определить по опытным данным величины коэффициентов оп,

оп, оп, оп при истечении воды через малое круглое отверстие диаметром

d = 2 см при постоянном напоре в атмосферу и величины коэффициентов

ноп = ноп и ноп для внешнего цилиндрического и конических (сходящегося и расходящегося) насадков при Н = сonst в атмосферу.

    1. Сравнить значения коэффициентов, полученные в опытах, со справочными и подсчитать относительные отклонения.



Порядок выполнения работы


  1. Открыть задвижку, заполнить водой резервуар настолько, чтобы работала переливнаятруба.

  2. Поворотом круга установить перед отверстием круглое отверстие диаметром d = 2 см и закрепить круг в этом положении.

  3. Открыть клапан и обеспечить с помощью задвижки истечение воды при постоянном напоре Н, измерить его, а также координаты xk и yk произвольно выбранной точки К траектории струи.

  4. Измерить расход воды Q с помощью мерного бака и секундомера

(измеряемый объем воды должен быть не менее 50 литров).

  1. Результаты измерений записать в табл. 7.

  2. Устанавливая с помощью поворотного круга против отверстия поочередно внешний цилиндрический и конические (сходящийся и расходящийся) насадки, измерить для каждого из них расход воды Q и напор Н (последний должен поддерживаться в опытах постоянным и равным напору при истечении из круглого отверстия).

  3. Результаты измерений записать в табл. 7.

  4. Обработать опытные данные, выполнив все вычисления, предусмотренные табл. 7.

  5. Дать заключение по результатам работы.

Таблица 7

Результаты измерений и вычислений по лабораторной работе № 6



№ п/п

Наименования измеряемых и вычисляемых величин

Ед. изм.
Результаты измерений и вычислений

Круг. отвер- тие
Насадки

Внешн. цилинд.
Конич. сход.
Конич. расход

1
Диаметры отверстия и насадков на выходе di
м
2,0  10-2
2,6  10-2

2
Площади круглого отверстия и насадков на

выходе Si = πd 2/4

i
м2












3
Объем воды в мерном баке Wi
м3












4
Время наполнения ti
с












5
Расход воды Qi = Wi /ti
м3/с












6
Напор истечения Hi
м













7
Координаты произвольной точки К

траектории струи, вытекающей из круглого отверстия
xk
м












yk
м













8
Коэффициенты расхода отверстия и насадков (по опыту) ????оп = ????

???? 2????????

–












9
Коэффициенты расхода и скорости насадков

(по oпыту) ноп = ноп
–













10
Коэффициент скорости отверстия (по опыту)

????оп = ????????

2 ???????? ????

–













11
Коэффициент сопротивления отверстия и

насадков (по опыту) = 1 − 1

оп ???? 2 оп

–












12
Коэффициент сжатия отверстия и насадков

(по опыту) εоп = μоп / φоп
















13

Справочные значения коэффициентов расхода, скорости, сопротивления и сжатия для отверстия и насадков
μспр
–












φспр
–












спр
–












εспр
–












14
Относительные отклонения коэффициентов расхода, скорости, сопротивления и сжатия для отверстия и насадков
Eμ = (|μспр – μoп| / μспр) · 100
%












Eφ = (|φспр – φoп| / φспр) · 100
%












Eμ = (|ζμспр – ζoп| / ζспр) · 100
%












Eμ = (|εспр – εoп| / εспр) · 100
%












Дополнительная информация

по управлению виртуальной моделью (см. рис. 14)

  1. Для наполнения установки водой откройте вентиль подачи воды, щелкнув по нему левой кнопкой мыши.

  2. Открытие/закрытие рычажного клапана осуществляется щелчком по нему левой кнопки мыши.

  3. Для приближения камеры к турели щелкните по ней левой кнопкой мыши.

  4. Чтобы повернуть турель в режиме ее осмотра, щелкните по ней левой кнопкой мыши.

  5. Для перемещения камеры к пьезометру щелкните по нему левой кнопкой мыши. В режиме работы с пьезометром можно перемещать камеру вертикально с помощью клавиш со стрелками и мыши.

  6. Для перехода к замеру расхода возвратите камеру в исходное положение и щелкните по мерному баку левой кнопкой мыши.

  7. Возврат камеры в каждое предыдущее положение осуществляется щелчком правой кнопки мыши.



Основные контрольные вопросы к лабораторной работе № 6


  1. Что понимают под малым отверстием в тонкой стенке при истечении жидкости из отверстий?

  2. Дайте понятие сжатого сечения, перечислите причины сжатия струи, назовите критерий оценки величины сжатия струи.

  3. Что называют насадком, типы насадков, их назначение?

  4. Объясните, что такое коэффициент скорости. Что он учитывает, как определяется?

  5. Объясните, что такое коэффициент расхода. Что он учитывает, как определяется?

  6. Объясните, что такое коэффициент сопротивления (отверстия, насадка). Как он определяется по опытным данным?

  7. Объясните, почему при истечении из насадка 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 насадков в атмосферу при постоянном напоре.

  9. Изобразите схемы истечения жидкости из малого отверстия в тонкой стенке и через внешний цилиндрический насадок в атмосферу.

  10. Какое уравнение лежит в основе формул для вычисления скорости истечения ʋ и расхода жидкости Q при истечении из отверстий и насадков? Напишите и поясните это уравнение.



Рекомендуемая литература к лабораторной работе № 6 [1–6].

Виртуальная лабораторная работа № 7 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ


ПРЯМОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА В НАПОРНОМ ТРУБОПРОВОДЕ
Вводная часть

Гидравлическим ударом называется изменение (повышение или понижение) давления в напорном трубопроводе при резком изменении скорости движения жидкости (например, в результате резкого закрытия или открытия затвора).

Повышение давления при гидравлическом ударе может быть настолько большим, что способно привести к разрыву трубопровода.

При быстром закрытии затвора сначала остановится не вся масса жидкости, заключенная в трубопроводе, а лишь часть ее, находящаяся непосредственно перед затвором. Это происходит благодаря инерции и упругим свойствам жидкости и материала трубы (остановившаяся масса жидкости несколько сжимается, труба расширяется, а давление в жидкости резко возрастает). Затем повышение давления весьма быстро распространяется по трубопроводу от затвора к резервуару. Скорость распространения повышения давления называют
Источник: https://tut-files.ru/previewfile/4603

Смотрите также:

Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии