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





Рис. 9. График зависимости коэффициента гидравлического трения λ от числа Рейнольдса Re для труб с различной относительной искусственной шероховатостью э /d (график И.И. Никурадзе)




а




б

Рис. 10. Схемы движения жидкости при резком (внезапном) изменении сечения трубопровода: а – резкое расширение; б – резкое сужение
Величину для каждого вида местного сопротивления определяют по данным гидравлических экспериментов, пользуясь формулой (19). Полученные таким образом значения коэффициентов для различных видов местных сопротивлений берутся при гидравлических расчетах (обычно при квадратичной области сопротивления) из справочной и специальной литературы. Исключением являются резкое расширение и резкое сужение трубопровода, для которых численные значения коэффициентов определяются по формулам, полученным теоретическим и полуэмпирическим путем. При резком расширении трубопровода, когда средняя скорость в формуле (19) взята перед местным сопротивлением, т. е. ʋ1, коэффициент местного сопротивления для резкого расширения

` = 1 − ????1



2

, (20)

pp ????2

где S1 и S2 ‒ площади проходных сечений трубопровода до и после местного сопротивления по направлению движения жидкости соответственно.

Если же скорость берется за местным сопротивлением, т. е. ʋ2, то

`` = ????2 − 1



2

. (21)

pp ????1

Коэффициент местного сопротивления при резком сужении трубопровода (рс) принято относить к скорости после сужения. При этом

 = 0,5 1 − ????2


2

. (22)

рс ????1

Описание установки


Установка (рис. 11) представляет собой напорный трубопровод с последовательно расположенными на нем гидравлическими сопротивлениями (по длине и местными). К каждому гидравлическому сопротивлению подключено по два пьезометра (перед и за ним). Все пьезометры для удобства работы выведены на щит. Для регулирования расхода воды Q в системе служит вентиль. Величина Q измеряется с помощью мерного бака и секундомера. Подача воды в систему осуществляется из питающего резервуара по трубе открытием задвижки. Постоянный уровень воды в питающем резервуаре (для обеспечения установившегося движения в системе) поддерживается переливным устройством [6, 13].

Установка позволяет провести необходимые замеры и определить коэффициенты гидравлического трения и коэффициенты местных сопротивлений для следующих участков (пi – пьезометр в начале участка, пi + 1 – пьезометр в конце участка):


п1–п2 – прямой участок для определения потерь напора по длине и вычисления коэффициента гидравлического трения ;

п2–п3 – резкое расширение для определения потерь напора на местном сопротивлении и вычисления коэффициента местного сопротивления ;

п3–п4 – плавный поворот для определения потерь напора на местном сопротивлении и вычисления коэффициента местного сопротив- ления ;

п4–п5 – прямой участок для определения потерь напора по длине и вычисления коэффициента гидравлического трения ;

п5–п6 – резкий поворот для определения потерь напора на местном сопротивлении и вычисления коэффициента местного сопротив- ления ;

п6 – п7 – прямой участок для определения потерь напора по длине и вычисления коэффициента гидравлического трения
;

п7–п8 – плавный поворот для определения потерь напора на местном сопротивлении и вычисления коэффициента местного сопротив- ления ;

п8–п9 – прямой участок для определения потерь напора по длине и вычисления коэффициента гидравлического трения ;

п9–п10 – резкое сужение для определения потерь напора на местном сопротивлении и вычисления коэффициента местного сопротив- ления ;

п10–п11 – прямой участок для определения потерь напора по длине и вычисления коэффициента гидравлического трения ;

п11–п12 – резкое расширение для определения потерь напора на местном сопротивлении и вычисления коэффициента местного сопротивления ;

п12–п13 – прямой участок для определения потерь напора по длине и вычисления коэффициента гидравлического трения .

Более полную информацию по геометрическим размерам участков и их характеристикам можно получить на виртуальной лабора- торной установке в левом верхнем углу экрана, когда камера нахо- дится в отдаленном положении, нажав и удерживая кнопку 1 или 2 на клавиатуре.






Рис. 11. Схема установки для изучения гидравлических сопротивлений

Цель работы


  1. Определить по опытным данным, воспользовавшись формулами

  1. и (19), значения коэффициентов гидравлического трения λоп и величины коэффициентов местных сопротивлений оп для выбранных участков.

  1. Установить, воспользовавшись соотношениями А.Д. Альтшуля, области гидравлического сопротивления, в которых работают участки напорного трубопровода.

  2. Вычислить значения коэффициентов гидравлического трения λ по соответствующим эмпирическим формулам.

  3. Найти справочные значения коэффициентов местных сопротивлений.

  4. Определить относительные отклонения λоп и оп от их расчетных (справочных) значений.

  5. Построить по опытным данным (в масштабе) график напоров для участка, предложенного преподавателем.



Порядок выполнения работы и обработка опытных данных


  1. Открыть питающую задвижку и наполнить установку водой.

  2. После наполнения водой резервуара и стабилизации уровня воды в нем (переливное устройство должно при этом работать) следует открытием регулирующего вентиля подать воду в систему трубопроводов.

  3. По секундомеруопределить время t,с, наполнения мерногобака

объемом W = 0,05 м3.

  1. Определить расход воды Q = W/t,м3/с.

  2. Измерить отметки уровней воды в пьезометрах, а также ее температуру (термометром в питающемрезервуаре).

  3. Определить кинематический коэффициент вязкости воды ν.

  4. Результаты измерений для одного опыта (при одном расходе воды) записать в табл. 6.1–6.7 (в зависимости от задания преподавателя и выбранного участка).

  5. Произвести обработку опытных данных в табл. 6.

  6. Построить по опытным данным (в масштабе) график напоров для участка, предложенного преподавателем.

  7. Сформулировать выводы по результатам работы.



Дополнительная информация


по управлению виртуальной моделью (см. рис. 11)

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

  2. Вентиль изменения расхода регулируется левой и правой кнопками мыши.




  1. Для перемещения камеры к стенду с пьезометрами щелкните по нему левой кнопкой мыши.

  2. Перемещение камеры осуществляется клавишами со стрелками и наведением мыши к краям экрана.

  3. В режиме работы с пьезометрами можно перемещать камеру вертикально с помощью клавиш со стрелками и мыши.

  4. Для перехода к замеру расхода щелкните левой кнопкой мыши по переливному устройству.

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

  6. Более полную информацию по управлению можно получить в левом верхнем углу экрана, когда камера находится в отдаленном положении, нажав и удерживая кнопку 1 или 2 на клавиатуре.
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