Содержание работы. Движение реальной жидкости в канале сопровождается потерей (уменьшением) энергии потока

Движение реальной жидкости в канале сопровождается потерей (уменьшением) энергии потока. В горизонтальном канале постоянного поперечного сечения потеря энергии проявляется в уменьшении давления (D р _пот), которое принято оценивать величиной, пропорциональной динамическому давлению потока. В соответствии с формулой Дарси-Вейсбаха

,

(1.3.1)

где z _i – коэффициент пропорциональности, называемый иначе «коэффициент сопротивления» любого i -го элемента гидравлической системы; r – плотность жидкости; v – средняя скорость потока.

На прямых участках трубопроводов коэффициент сопротивления z _i есть коэффициент [гидравлического] сопротивления по длине – z _дл. (В литературе по гидравлике он часто называется иначе: коэффициент сопротивления трения.) Его, в свою очередь, можно представить величиной, прямо пропорциональной длине участка L и обратно пропорциональной диаметру трубы d, то есть

,

(1.3.2)

где l – коэффициент Дарси (иначе – коэффициент [гидравлического] трения).

В результате обобщения многочисленных опытных данных установлено, что при турбулентном режиме течения жидкости коэффициент Дарси может быть рассчитан по формулам:

▫ при < Re <

;

(1.3.3)

▫ при Re >

,

(1.3.4)

где е – абсолютная шероховатость стенок канала.

В случае, когда потеря энергии происходит только в отдельном месте гидравлической системы, где скорость потока изменяется по величине и/или по направлению, коэффициент z _i (см. формулу 1.3.1) есть коэффициент местного [гидравлического] сопротивления – z _м.с..

Возникающее изменение давления при преодолении жидкостью того или иного гидравлического сопротивления (D p_i) может быть измерено индивидуальным дифференциальным манометром, например, U-образным дифманометром. При этом

где r_м - плотность манометрической жидкости;

D h_i - разность уровней манометрической жидкости в двух коленах U-образного дифманометра, соединённого с i -м элементом гидравлической системы.

Цель работы: ознакомление с устройством трубопроводной арматуры и фитингов; экспериментальное определение коэффициента местного сопротивления одного из устройств, а также коэффициента Дарси на прямом участке трубопровода.