Результаты проведенных измерений позволяют определить потери на местных сопротивлениях и рассчитать коэффициенты их гидравлического сопротивления при различных скоростях течения жидкости. Расчеты проводятся для каждого режима и их результаты заносятся в таблицу 6.3.
1. Потери напора на одном повороте трубопровода
,
где h2 и h3 – показания пьезометров П2 и П3 соответственно, м.
2. Потери напора на диафрагме
,
где h4 и h5 - показания пьезометров П4 и П5 соответственно, м.
3. Объем жидкости, прошедшей через сечение трубопровода за время Δτ равен:
W = S.Δy,
где S = 0,05 м2 – площадь зеркала воды в мерном баке;
Δy – разность уровней воды в мерном баке, м.
4. Расход воды через трубопровод
.
5. Средняя скорость воды в трубопроводе равна
,
где ω – площадь живого сечения трубопровода (d = 0,01 м), м2.
6. Число Рейнольдса
,
где υ – коэффициент кинематической вязкости воды, зависящий от температуры, м2/с. Величина υ может быть определена по эмпирической формуле Пуазейля:
,
где t – температура воды, 0С.
Для сокращения вычислений можно при определении воспользоваться таблицей:
Таблица 6.1.
t, 0C | ||||||||||
υ,×106,м2/с | 1,39 | 1,35 | 1,31 | 1,27 | 1,24 | 1,21 | 1,18 | 1,15 | 1,12 | 1,09 |
7. Коэффициенты местных сопротивлений определяются следующим образом
a. для резкого поворота: ;
b. для диафрагмы: .
8. Коэффициент расхода диафрагмы определяется как
,
где - площадь проходного сечения диафрагмы, м2.
Диаметр отверстия dД = 0,65.10-2 м.
Форма и содержание отчета.
1. Задачи исследования
2. Принципиальную схему установки с обозначениями основных элементов и их расшифровкой.
3. Результаты измерений, занесенные в таблицу 6.2.
4. Расчетные формулы с расшифровкой входящих в них величин.
5. Результаты обработки экспериментальных данных, занесенные в таблицу 6.3.
6. Совмещенные графики зависимостей и .
7. Расходную характеристику диафрагмы, выполненную в виде графика зависимости .
Контрольные вопросы
1. Как получить из уравнения Бернулли формулы вычисления, использованные в данной работе?
2. Какую информацию для практического применения можно извлечь из графиков и ?
3. Как можно использовать местное сопротивление в качестве расходомера?
4. Как связаны между собой потери напора в местном сопротивлении и разница давлений до и после него?
5. Что характеризует коэффициент Кориолиса?
6. Трубка Пито и расходомер Вентури: принципиальные схемы и принцип работы.
Приложение
Таблица 6.2.
№ п./п. | h2, м | h3,м | h4,м | h5,м | Δy,м | Δτ,с | t,0C |
Таблица 6.3.
№ п./п. | hWрn, м | hwД,м | W, м3 | Q, м3/с | V, м/с | Re | |||
Лабораторная работа № 7.