2015-10-14
429
Потери напора в трубе определяются при равномерном установившемся течении жидкости на участках ℓ 1 и ℓ 2 между сечениями (рис. 6), в которых установлены пъезометры 1 – 2 и 3 – 4. Пъезометры располагаются на щите, имеющим шкалу отсчёта. За начало отсчёта принимается ось симметрии опытного трубопровода. Наличие двух участков трубопровода, на которых изучаются потери напора, помогает определить качество выполняемых работ. Коэффициенты λ 1 и λ 2, определённые опытным путем на участках ℓ 1 и ℓ 2, должны иметь примерно одинаковые значения.
Перед началом опытов включают центробежный насос Н. Вода поступает из бака Б1 (на схеме не показан) в напорный бак Б2, где за счёт холостого слива СХ поддерживается постоянный уровень жидкости для создания в опытном трубопроводе равномерного установившегося движения потока воды. Расход воды регулируется краном К2 при полностью открытом кране К3. Перепад пъезометрических высот в пъезометрах 2 и 3 объясняется некоторым сужением потока (кран К4 даже в открытом состоянии выступает в качестве местного сопротивления).
Рис. 6. Схема опытной установки для определения потерь напора по длине
Расход жидкости определяется двумя способами: объёмным и с помощью расходомера Вентури. При объёмном способе определения расхода используется мерный бачок Б3, заданный объём W наполнения которого определяется по рискам водомерной трубки ВТ1. Поворотный рычаг ПР (см. рис. 1) изначально устанавливается в крайнее правое положение. При установлении необходимого расхода жидкости с помощью крана К2 рычаг ПР переводится в крайнее левое положение (кран К6 предварительно должен быть закрыт). По секундомеру отмечается время t наполнения заданного объёма W, после чего кран К6 открывается для слива воды в бак Б1. После слива всей воды из бачка Б3 опытная установка готова для выполнения следующего опыта.
Для определения расхода с помощью расходомера Вентури (рис. 7) необходимо определить постоянную расходомера С. Применим уравнение Бернулли без учёта потерь напора h пот для сечений 1 – 1 и 2 – 2 относительно плоскости, совпадающей с осью расходомера:
+ 
= 
+ 
или h 1 + = h 2 + .
Рис. 7. Схема к определению расхода с помощью расходомера Вентури
Учитывая, что h 1 – h 2 = ∆ h тр и V 2 = V 1 
, выразим скорость V 1:
V 1 = 
.
На основании уравнения неразрывности потока расход Q в опытном трубопроводе ОТ2 будет равен:
Q = V 1 
= 
. (2.7)
Поскольку диаметры для конкретного расходомера имеют определённое значение, то выражение (2.7) примет вид:
Q = С т , (2.8)
где С т = .
В выражении (2.8) расход определяется без учёта потерь напора, и теоретическая постоянная расходомера С т учитывает изменение только геометрических параметров (диаметры d 1 и d 2). Для определения постоянной расходомера С, учитывающей также и потери напора, связанные с изменением живого сечения трубки от диаметра d 1 до d 2, необходимо принять значение расхода, определённого объёмным способом Q об, за истинное значение.
В данной лабораторной работе проводится три опыта при различных расходах жидкости в опытном трубопроводе. По окончании опытов краны К2 и К3 должны быть закрыты.
