Результаты измерений и вычислений записываются в табл. 1 и 2. При обработке результатов экспериментов вычисляются следующие величины.
1. Объёмный расход воды Q = W/t.
2. Средняя по сечению скорость V = 4Q/(
d2).
3. Потери напора по длине рабочего участка трубопровода hl. Потери напора определяются по показаниям пьезометров hl= (p1/ 
) – (p2/ ).
4. Коэффициент гидравлического трения λ (из формулы Дарси) равен λ = 2g hld/(lV2).
5. Критерий Рейнольдса Re=Vd/ 
.
6. С помощью графика Мурина (рис.2) по значениям λ и Re определяются зона сопротивления при турбулентном режиме движения, относительная гладкость трубы d/∆э и абсолютная шероховатость ∆э. 
7. Толщина пристенной ламинарной плёнки вычисляется по эмпирической формуле δ = 32.5d/(Re λ0.5) и сравнивается с ∆э. По соотношению ∆э и δ указывается зона сопротивления турбулентного движения жидкости.
8. Расчёт ошибки измерений производится по формуле
λ= 
λ/λ= hl/hl+5 
d/d+ l/l+2 W/W+2 t/t,
где -абсолютная максимальная погрешность измеряемой величины, определяемая точностью прибора. Обычно принимают: d = 0.1мм; W = 0.2 наименьшего деления шкалы мерного стекла; t = 0.5 цены наименьшего деления шкалы секундомера. Погрешностью измерения длины трубы можно пренебречь. Оценку точности величины λ произвести для одного из имеющихся значений Q.
 |
Таблица 1
| № | Наименование | Номер опыта | |||||
| Интервал времени замера t, с | |||||||
| Объём воды W, м3 | |||||||
| Расход воды Q,м3/с | |||||||
| Диаметр трубы d,м | |||||||
| Длина участка l,м | |||||||
| Площадь d2 /4, м2
| |||||||
| Средняя скорость течения V, м/с | |||||||
| Величина p1/ , м
| |||||||
| Величина p2/ , м
| |||||||
| Потери напора hl,м | |||||||
| Коэффициент λ | |||||||
| Температура воды | |||||||
| Вязкость , м2/с
| |||||||
| Критерий Re |
Таблица 2
| № | Наименование | Номер опыта | |||||
| Диаметр трубы d,м | |||||||
| Коэффициент λ | |||||||
| Критерий Re | |||||||
| d/∆э (по графику Мурина) | |||||||
| Шероховатость ∆э, мм | |||||||
| ∆э среднее, мм |
Число Рейнольдса Re
Рис.2. График Г.А. Мурина для круглых стальных труб
6. Содержание отчёта
1. Наименование работы и дата выполнения.
2. Фамилия исполнителя и номер группы.
3. Схема установки.
4. Расчётные формулы с расшифровкой обозначений.
5. Таблицы результатов измерений и вычислений.
6. Оценка точности измерений.
7. Краткие выводы по вопросам выбора расчётных формул, определению зоны сопротивления при турбулентном режиме и работе по графику Мурина.
Контрольные вопросы
1. Чем обусловлено гидравлическое сопротивление по длине трубопровода?
2. Какие формулы используются для расчёта потерь напора на трение?
3. По какой формуле определяется коэффициент трения при ламинарном режиме?
4. От каких факторов зависит коэффициент трения при турбулентном режиме?
5. Какие зоны сопротивления при турбулентном режиме вы знаете?
6. Что такое абсолютная и относительная шероховатость?
7. Каково соотношение толщины ламинарного слоя и абсолютной шероховатости в зоне гладких труб?
8. Как в данной работе определяется коэффициент трения?
9. По каким приборам в работе определяются потери напора по длине трубы?
10. Как в лабораторной работе вы находите расход жидкости, скорость потока, вязкость воды?
11. Что такое эквивалентная шероховатость?
12. Как выбирается формула для расчёта λ?
13. Какое практическое значение имеет график Мурина?
14. В чём отличие графика Мурина от графика Никурадзе?
15. Какие показатели степени при скорости потока в формуле потерь напора вы знаете?
_______________
1. Лабораторный курс гидравлики, насосов и гидропередач: Учеб. пособие для машиностроит. вузов/ Под ред. С.С.Руднева и Л.Г.Подвидза. 2-е изд., перераб. и доп. М., Машиностроение, 1974. 416 с.
2. Гидравлика: Методическое руководство к лабораторным работам по курсу “Гидравлика и аэродинамика”/В.И.Бадер, С.А.Денисова, Н.Е.Лаптева и др. Свердловск: УПИ, 1982.
