Целью эксперимента является: построение зависимости потерь напора на трение в трубе от расхода; построение расчетной и экспериментальной зависимостей коэффициента Дарси от числа Re, а также определение коэффициента местных потерь ζ для местного сопротивления.
Лабораторная установка представляет собой технически гладкую трубу определенной длины и диаметра, подсоединенную к водопроводу (рисунок 8). Труба оканчивается местным гидравлическим сопротивлением – гидродросселем (жиклером) Ж.
Сразу за краном Р, с помощью которого регулируется расход воды Q, в точке измерения напора (давления) в начальном сечении испытуемого трубопровода установлено два прибора: пьезометр, измеряющий напор Н 1 при малых значениях расхода, и манометр М. Манометр измеряет величину давления р 1 и используется тогда, когда контролируемая величина Н 1 выходит за пределы измерения пьезометра (приблизительно 2 метра). На расстоянии l от точки измерения начального напора перед местным сопротивлением установлен пьезометр, измеряющий величину Н 2. На выходе из трубы установлен мерный бак для измерения величины расхода воды Q.
|
|
При выполнении лабораторной работы на мониторе в окне «открытие крана» установите расход в трубе. Рекомендуется при трех начальных опытах величину А (степень открытия крана) задавать 0,1; 0,2; 0,3. Далее по выбору, исходя из числа опытов.
Рисунок 8 – Схема лабораторной установки
Замерьте расход и зафиксируйте показания пьезометров Н 1 и Н 2. Подробнее об используемом методе выбора и измерения величины расхода смотрите «Общие указания …» (стр. 3).
Когда при увеличении расхода значения Н 1 превысят пределы измерения пьезометра, на экране монитора появится окно «переключить кран К 1 на манометр». Щелкните левой кнопкой мыши в этом окне. Появится показание манометра р 1. С этого момента в соответствующих графах протокола фиксируйте значения р 1 и Н 2.
Обработка результатов эксперимента заключается в расчете следующих величин:
- расхода Q = W/t;
- потерь напора на трение по длине h тр= Н 1 – Н 2 или h тр= р 1/ρg – H 2;
- средней скорости воды в трубе V = Q/S, где S – площадь сечения трубы;
- числа Рейнольдса Re = Vd/ν;
- коэффициента сопротивления на трение по длине (коэффициент Дарси), полученного расчетным путем по формулам: для турбулентного режима течения; для ламинарного режима течения;
- опытного значения коэффициента λоп
λоп = ;
- коэффициента местного сопротивления ζ = 2 gН2 / V 2.