Лабораторна робота № 4

Визначення коефіцієнтА тертя в круглій трубі

 

Втрати напору та питомої енергії потоку вздовж трубопроводу визначають за формулою Дарсі-Вейсбаха:

,

 

де l ‑ коефіцієнт тертя;

      ‑ довжина трубопроводу, м;

d ‑ діаметр трубопроводу, м;

 ‑ швидкісний напір або питома кінетична енергія, м;

 ‑ втрати напору на тертя, м.

З формули Дарсі-Вейсбаха коефіцієнт тертя дорівнює:

 

.

 

Цей вираз свідчить, що з фізичної точки зору l є безрозмірне число, яке показує відносні втрати питомої енергії або напору рідини в трубопроводі заданої довжини та діаметра за заданого режиму руху.

Мета лабораторної роботи

1. Дослідним шляхом визначити значення коефіцієнта тертя l для круглих труб різних діаметрів та довжин.

2. Порівняти одержані результати з розрахунковими значеннями, обчисленими за емпіричними залежностями.

 

Опис установки

Дана робота базується на даних лабораторної роботи № 3.

Для того, щоб визначити дослідним шляхом коефіцієнт тертя l, треба вибрати відрізок труби постійного діаметра (див. рис. 3.1):

1) перший відрізок 3 – 4, довжиною 1,2 м і діаметром 0,05 м;

2) другий відрізок 6 – 7, довжиною 1,7 м і діаметром 0,025 м.

 

Обробка результатів досліду

Втрати напору на ділянках 3‑4 і 6‑7 визначаються різницею гідродинамічних або п'єзометричних напорів, тому що відрізки труб мають постійні діаметри і постійні витрати рідини (рис. 4.1).

 

.

 

Рис. 4.1 ‑ Схема для визначення втрат напору по довжині трубопроводу

 

Емпірична формула Р.А. Шевельова для визначення коефіцієнта тертя для гідравлічно гладких пластмасових труб:

 

,

де d ‑ діаметр, м;

 ‑ швидкість рідини, м/с.

Результати вимірювань і обчислень зводять до табл. 4.1.

 

Таблиця 4.1 ‑ Дослідні та розрахункові дані

№ ді-лян-ки	d, м	, м	Гідродинаміч-ний напір, м		Втрати напо-ру, , м	Швидкісний напір , м		Коефіцієнт опору, l
						почат-ковий	кінце-вий	дослі-дний	розра-хунко-вий
3‑4
6‑7

 

Контрольні питання

1. Напишіть формулу для обчислення коефіцієнта опору тертя за ламінарного режиму.

2. Які труби вважають умовно гладкими?

3. Які труби вважають шорсткими?

4. Зобразити структуру потоку рідини за турбулентного режиму.

5. Напишіть і поясніть формулу Дарсі-Вейсбаха. Поясніть графік Нікурадзе.

6. В яку форму переходить енергія, що витрачається на тертя?

7. Які ви знаєте форми гідравлічного опору?

8. Напишіть рівняння нерозривності потоку.

9. Напишіть формулу для сумарної сили гідравлічного тиску на плоску фігуру.

10. Що таке центр тиску, як він визначається?

11. Сумарна сила тиску на криволінійну поверхню.

 

	№ варіанта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
№ питання	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	11	10	9	8	7	5	6	5	4	3
	5	6	7	11	1	10	1	2	1	8