Дослідна перевірка рівняння Бернуллі

 

У сталому потоці ідеальної рідини сума геометричного, статичного та динамічного напорів є величина постійна, тобто:

 

,

 

де z ‑ геометричний напір, або нівелірна висота, м;

 ‑ статичний напір, або п'єзометрична висота, м;

 ‑ динамічний напір, або швидкісна висота, м.

З енергетичної точки зору це рівняння є окремим випадком закону збереження енергії і буде сформульоване таким чином: при сталому режимі руху ідеальної рідини сума питомої потенціальної та кінетичної енергій є постійною величиною в будь-якому перерізі потоку.

В такому разі:

z – питома потенціальна енергія положення;

 ‑ питома потенціальна енергія тиску;

 ‑ питома кінетична енергія.

Для потоку реальної рідини рівняння Бернуллі для двох перерізів має такий вигляд:

,

 

де  ‑ частина енергії потоку, яка витрачається на подолання гідравлічних опорів;

a ₁ і a ₂ – коефіцієнти кореляції швидкостей, які враховують нерівномірність розподілу швидкостей у поперечному перерізі потоку.

За ламінарного руху рідини нерівномірність швидкостей буде максимальною: a = 2, за турбулентного руху ‑ a = 1.

Мета лабораторної роботи

1. Перевірити правдивість рівняння Бернуллі, визначити експериментально значення всіх його складових частин.

2. Побудувати лінії п'єзометричного  та гідравлічного напорів.

3. Визначити загальні гідравлічні втрати.

 

Опис установки

Схема установки для проведення досліду показана на рис. 3.1 До її складу входять напірний бак II і трубопровід змінного перерізу III. У баку підтримується постійний рівень води, що контролюється за допомогою водомірного скла. На трубопроводі знаходяться штуцери, до яких приєднані п'єзометри (1-8), змонтовані на загальному щиті. Витрати води визначаються за допомогою водоміра V. Сталі витрати води встановлюються вентилями I та VI.