Рекомендуемая форма протокола к лабораторной работе № 5 представлена на рис. 16.
При оформлении протокола в левом столбце таблицы следует от руки нарисовать характер истечения жидкости через насадок в рассматриваемом режиме.
ПРОТОКОЛ
Лабораторной работы №5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФИЦИЕНТА РАСХОДА
ПРИ ИСТЕЧЕНИИ ЧЕРЕЗ НАСАДКИ
Диаметр проходного сечения отверстия насадка d ___10______ мм
Тип насадка, характер истечения | р м кгс/см2 | W л | t c | Q см3/с | μ |
Безотрывное истечение | |||||
Истечение с отрывом | |||||
|
|
Студент____________________ Группа__________________
Преподаватель_________________
Рисунок 16 – Рекомендуемая форма протокола лабораторной работы № 5
Лабораторная работа № 6
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР В ТРУБОПРОВОДЕ
Общие сведения
Гидравлическим ударом называется колебательный процесс, возникающий в трубопроводе при внезапном изменении в нем скорости течения жидкости.
Чаще всего гидравлический удар возникает в случае резкого торможения потока жидкости, например, вследствие быстрого закрытия крана или клапана. В начальный момент при этом возникает значительное, скачкообразное возрастание давления на величину , кинетическая энергия потока переходит в работу упругих деформаций жидкости и стенок трубы - жидкость сжимается, а стенки трубы растягиваются.
Проф. Н.Е. Жуковский вывел формулу для определения величины ударного давления , приравняв кинетическую энергию всего потока жидкости в трубе до внезапной ее остановки сумме двух работ - работе сжатия жидкости и работе растяжения стенок трубопровода.
Формула Жуковского имеет следующий вид (для случая полного торможения потока):
, (14)
где: - плотность жидкости;
- начальная скорость потока, которая внезапно уменьшилась до нуля;
- скорость распространения ударного давления (ударной волны) по трубопроводу.
Эта скорость по Жуковскому определяется по следующей формуле:
, (15)
где: – объемный модуль упругости жидкости;
– линейный модуль упругости материала стенок трубы;
– внутренний диаметр трубы;
– толщина стенок трубы.
|
|
Для абсолютно жесткого трубопровода вторая дробь под радикалом в формуле (15) обращается в ноль, а скорость ударной волны оказывается равной скорости распространения звука в жидкости, т.е.:
.
Таким образом, малая сжимаемость капельных жидкостей и высокая жесткость металлических труб и является причиной возникновения большого ударного давления . В гибких шлангах (рукавах), а также в газопроводах, гидравлический удар ничтожно мал благодаря малой жесткости материала стенок и большой сжимаемости среды.
Приведенная выше формула Жуковского (14) справедлива лишь при достаточно быстром закрытии крана, или, точнее говоря, когда время закрытия
,
где - фаза гидравлического удара - это время, необходимое для прохождения ударной волны от крана до начала трубопровода длиной и обратно.
При ударное давление получается существенно меньше, чем по формуле (14), так как в момент подхода фронта отраженной ударной волны к запорному устройству, оно, будучи не полностью закрытым, пропускает через себя некоторое количество жидкости, смягчая этим удар.