Материал: Практикум по напорной гидравлике и гидромашинам учебное пособие

Виртуальная лабораторная работа № 9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ

СЛАГАЕМЫХ УРАВНЕНИЯ Д. БЕРНУЛЛИ

ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ НЕРАВНОМЕРНОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ В НАПОРНОМ ТРУБОПРОВОДЕ

(СЕМЬ СЕЧЕНИЙ)
Вводная часть

Основные положения по уравнению Д. Бернулли и его использованию в гидравлических расчетах изложены в виртуальной лабораторной работе № 3.

В данной работе предлагается обратить внимание на поведение напорной и пьезометрической линий при движении потока по трубе с плавно изменяющимися сечениями.

Известно, что в вязкой жидкости полная удельная энергия по течению постоянно уменьшается из-за потерь на преодоление сопротивлений (напорная линия постоянно понижается). Потенциальная энергия может как увеличиваться, так и понижаться в зависимости от изменения кинетической энергии (при изменении сечения потока) [22, 23].

Особенно это видно, когда рассматриваются в сравнении сужение и расширение потока (рис. 19 и 20).

Рис. 19. Диаграмма уравнения Д. Бернулли при сужении и расширении потока

Рис. 20. Диаграмма уравнения Д. Бернулли при расширении и сужении потока

Описание установки

Установка (рис. 21) представляет собой трубопровод переменного сечения 4 с напорным баком 5, вода в который подается по питающему трубопроводу открытием крана подачи воды 3. Напорный бак снабжен переливной системой для поддержания уровня воды на постоянной отметке, чтобы обеспечить в трубопроводе переменного сечения установившееся движение жидкости. К сечениям I‒I, II–II, III‒III, IV–IV, V–V, VI–VI, VII–VII трубопровода подключены пьезометры и

скоростные трубки 6 для измерения величин ???? + ^????

????????

и ???? + ^????

????????

+ ^????2 .

2????

Величина расхода воды в трубопроводе регулируется краном изменения расхода воды 8. Для измерения расхода воды имеются мерный бак 10, вода в который направляется переливным устройством 9, и секундомер. Изменение угла наклона трубопровода осуществляется с помощью специального устройства-транспортира, снабженного шкалой 7. Сброс всех параметров лабораторной работы осуществляется нажатием кнопки 2. Выход из программы осуществляется нажатием кнопки 1 [24].

Рис. 21. Виртуальная модель лабораторной установки
В начале работы необходимо выбрать тип стеклянного участка трубопровода.

В лабораторной работе доступны два типа стеклянной трубки: с сужением и расширением потока (рис. 22а) и с расширением и дальнейшем сужением в средней части по длине (рис. 22б).

б

Рис. 22. Типоразмеры стеклянного участка трубопровода с изменением сечения в средней части: а – с сужением; б – с расширением (размеры заданы в сантиметрах)

По умолчанию при запуске программы установлен тип трубки с сужением в средней части (рис. 23). Изменять тип трубопровода можно только при отсутствии воды в установке.

Рис. 23. Изменение типа стеклянного участка трубопровода

Цель работы

Экспериментально изучить уравнение Бернулли, характер изменения энергии потока по длине потока, переход энергии из потенциальной в кинетическую и обратно в условиях установившегося плавно изменяющегося движения, а именно:

Определить гидродинамический и пьезометрический напоры в выбранных сечениях потока (семь сечений).
Определить потери напора и среднюю скорость движения между сечениями потока.
Построить напорную и пьезометрическую линии, проанали- зировать изменения удельной энергии.

Порядок выполнения работы и обработка опытных данных

Перед запуском установки выбрать тип стеклянного участка трубопровода.
Записать в лабораторный журнал площади живых сечений и расстояния между сечениями, указанные на схеме установки.
При закрытом кране изменения расхода воды 8 открыть кран подачи воды 3 для заполнения напорного бака 5 и трубопровода переменного сечения 4 водой. При этом следует обратить внимание на уровни воды в пьезометрических и скоростных трубках 6. Эти уровни при отсутствии воздуха в системе должны быть на одной отметке.
Открыть кран изменения расхода 8 воды (от 5 до 100 % по указанию преподавателя).
Измерить с помощью мерного бака 10 и секундомера расход

воды.

Определить по шкалам отметки уровней воды в пьезометрах и

скоростных трубках в семи сечениях. Результаты всех измерений записать в табл. 10.

Выполнить все вычисления, предусмотренные табл. 10.
Построить в масштабе по полученным данным линии полного напора и пьезометрическую.
Повторить пункты 1–8 для другого типа участка стеклянного трубопровода.
Дать заключение по результатам работы.

Дополнительная информация по управлению виртуальной моделью (см. рис. 21)

Имитационная лабораторная работа выполнена в виде самостоятельной трехмерной графической программы. После запуска исполняемого файла лабораторной работы осуществляется загрузка графических элементов в память компьютера, по завершению чего на экране отобразится виртуальное пространство лабораторной работы (см. рис. 21).

Перемещение вида (виртуальной камеры) осуществляется с помощью мыши или клавиатуры. Для перемещения вида в плоскости экрана необходимо навести указатель мыши к краям экрана (рис. 24). Также, перемещение камеры в плоскости экрана можно осуществлять с помощью клавиш курсора (клавиш со стрелками) или текстовых клавиш

«W», «A», «S», «D» (рис. 25).

Рис. 24. Перемещение виртуальной камеры в плоскости экрана с помощью мыши

Рис. 25. Перемещение виртуальной камеры в плоскости экрана клавишами

Приближение/отдаление виртуальной камеры осуществляется с помощью колеса мыши (или с помощью клавиш «+»/«–»). Вращение колеса вперед приближает камеру к лабораторному стенду, а вращение колеса в обратную сторону отдаляет камеру от стенда (рис. 26).

Рис. 26. Перемещение виртуальной камеры перпендикулярно плоскости экрана с помощью колеса мыши
По умолчанию при запуске программы установлен тип трубки с сужением в средней части. Для изменения типоразмеров необходимо навести указатель мыши на стеклянный участок трубопровода (объект на экране отобразится белым цветом) и кликнуть левой кнопкой мыши (см. рис. 23). Изменять тип трубопровода можно только при отсутствии воды в установке.

Для наполнения лабораторной установки водой необходимо навести указатель мыши на кран подачи воды (объект на экране отобразится ярким цветом) и кликнуть левой кнопкой мыши, после чего произойдет наполнение лабораторной установки водой.

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