Обработка экспериментальных данных. Обработка опытных данных ведется в определенной последовательности:

Обработка опытных данных ведется в определенной последовательности:

1. По измеренным пьезометрическим высотам вычисляются путевые потери на участках трубопровода по формуле .

2. По измеренному расходу определяется средняя скорость потока на опытных участках трубопровода , где расход определяется в процессе опытов объемным способом: .

3. Определяется опытное значение коэффициента гидравлического сопротивления трения , из формулы , где принимается по результатам опытов.

4. Для сопоставления полученного значения для трубы нормальной шероховатости с расчетным значением определяют по расчетным зависимостям:

- для турбулентного режима в гидравлически гладких трубах (выступы шероховатости меньше толщины ламинарного слоя) при по формуле Блазиуса ;

- при квадратичном законе сопротивлений () по формуле Никурадзе ;

- при любых значениях числа Рейнольдса по формуле Альтшуля .

При этом число Рейнольдса равно , где – кинематический коэффициент вязкости жидкости (смотри лабораторную работу № 3).

5. Определение опытных значений коэффициента Шези и коэффициента шероховатости ведется в следующем прядке:

- гидравлический радиус определяется по формуле ;

- гидравлический уклон на каждом участке трубопровода определяется по зависимости ;

- скоростной множитель определяется из формулы Шези ;

- коэффициент шероховатости стенок трубы определяется из формулы акад. Павловского .

6. Для построения графика напоров, т. е. напорной и пьезометрической линий, по участкам трубопровода необходимо выбрать один из опытов и в масштабе отложить по вертикали значения всех величин, входящих в уравнение Бернулли, предварительно вычислив для каждого сечения:

- скоростной напор ;

- пьезометрический напор ;

- полный гидродинамический напор .

Результаты всех вычислений вписываются в таблицу обработки опытных данных (табл. 6.1).

Масштабы длин и напоров выбираются так, чтобы получить более крупный график.

Форма отчета.

Таблица 6.1 – Регистрация опытных данных [13]

№ п/п	Измеряемые величины	Обозначения	Ед.изм.	Труба нормальной шероховатости	Труба повышенной шероховатости
Опыт 1	Опыт 2	Опыт 1	Опыт 2
	Диаметр трубы		см
	Длина трубы		см
	Показание пьезометра в начале участка		см
	Показание пьезометра в конце участка		см
	Время наполнения мерной емкости		с
	Объем мерной емкости		см3
	Температура воды	t

Таблица 6.2 – Обработка опытных данных [13]

№ п/п	Вычисляемые величины	Обозначения	Ед.изм.	Труба нормальной шероховатости	Труба повышенной шероховатости
Опыт 1	Опыт 2	Опыт 1	Опыт 2
	Расход		см3/с
	Коэффициент кинематической вязкости		см2/с
	Площадь сечения		см2
	Путевые потери напора		см
	Средняя скорость течения		см/с
	Число Рейнольдса		–
	Коэффициент трения по опыту		–
	Коэффициент трения по формулам		–
	Гидравлический уклон		–
	Гидравлический радиус		м
	Скоростной множитель (коэфф. Шези)		м1/2/с
	Коэффициент шероховатости		–
	Скоростной напор		см

 

7. Контрольные вопросы:

1. Какие виды движения жидкости знаете? Охарактеризовать их.

2. Какие режимы движения жидкости знаете? Как отличить один от другого визуально и при расчетах?

3. Записать уравнение Бернулли и пояснить, для каких условий оно действительно.

4. Записать уравнение Бернулли и пояснить энергетический (физический) смысл.

5. Записать уравнение Бернулли и пояснить его геометрический смысл (с рисунком).

6. Пояснить размерность членов уравнения Бернулли.

7. Что называется пьезометрическим напором? Записать формулу пьезометрического напора.

8. Что называется гидродинамическим напором? Записать формулу гидродинамического напора.

9. Какие есть виды потерь напора? Чем они обусловлены? В каких единицах измеряются?

10. Как лабораторным путем определить потери на каком-либо участке трубы?

11. От каких факторов зависят потери напора? Записать и пояснить формулу Дарси-Вейсбаха.

12. В чем разница между гидравлически гладкой и гидравлически шероховатой трубой?

13. В чем разница между гидравлически гладкой и технически гладкой трубой?

14. Пояснить влияние шероховатости стенок трубы на величину путевых потерь.

15. В чем проявляется влияние режима движения жидкости на величину потерь напора по длине?

16. Как определить режим движения в трубе?

17. Что называется гидравлическим уклоном? пьезометрическим уклоном? Записать их выражения.

18. Пояснить построение графика напоров (по опытному графику).

Лабораторная работа №7