Другие предметы \ Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов

Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ по дисциплине "Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов", страница 4

Наименование

Опыты

1-й

2-й

Диаметр трубы ,см

Диаметр горловины водомера , см

Площадь сечения трубы , см2

Площадь сечения горловины водомера , см2

Показание 1-го пьезометра , см

Показание 2-го пьезометра , см

Показание 3-го пьезометра , см

Разность показаний 1-го и 2-го пьезометра , см

Расход, определенный по показанием водомера (теоретический) , см3/с

Объем воды в мерном баке , см3

Время наполнения мерного бака , с

Замеренный расход , см3/с

Коэффициент расхода водомера

Постоянная водомера

Потери напора водомера ,см

После заполнения таблицы делаются выводы.

Тема III. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ТРУБАХ

Работа №4.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЯ ПО ДЛИНЕ ТРУБЫ

1. Основные положения

При движении жидкости в трубопроводах или открытых каналах происходят потери напора (энергии) на преодоление сил трения о стенки трубы или канала. Различают потери напора двух видов: потери по длине потока  и местные hм .

Суммарные потери при движении потока складываются из потерь напора по длине и местных потерь на рассматриваемом участке пути. Потери напора учитываются четвертым членом уравнения Бернулли, и во всех гидравлических расчетах определение потерь напора является основной задачей:

                       (1)

Если труба расположена горизонтально (рис. 6) и диаметр ее от сечения I-I до сечения II-II не меняется, то и .

Рис. 6. Схема установки.

Тогда:

,                                       (2)

где  - пьезометрические напоры в сечениях I-I и II-II.

Потери напора по длине потока при любом режиме  движения жидкости определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

                               (3)   

где     - коэффициент сопротивления трения единицы относительной длины трубы (длины в один диаметр);

-длина участка трубы, на котором определяют потери, см;

 d - диаметр трубы, см;

 - средняя скорость, см/с;

g - ускорение силы тяжести, см/с2 /

При ламинарном режиме движения жидкости коэффициент зависит только от физических свойств движущейся жидкости и не зависит от рода поверхности стенок трубы. Для ламинарного режима :

 при .                               (4)

Для определения коэффициента при турбулентном режиме, движения существует большое число эмпирически формул. В настоящее время выяснены области применения этих формул:

1-я область - гидравлически гладких труб ,

формула Блазиуса:

, при .                            (5)

2-я область переходная ,

формула Альтштуля:

, при  ,             (6)

где:  - абсолютная шероховатость (средняя высота выступа шероховатости);

d -диаметр трубы.

3-я область - гидравлически шероховатых труб или квадратичная область сопротивления (потери напора пропорциональны квадрату средней скорости) формула Шифринсона:

, при                          (7)

Опытным путем определяем  из формулы Дарси-Вейсбаха:

.                                            (8)

2. Цель работы и описание установки

1. Определение экспериментальным путем коэффициента сопротивления трения - при различных значениях числа Rе.

2. Сравнение значений коэффициентов определенных опытным путем и вычисленным по соответствующим эмпирическим формулам.

Опытная установка для определения коэффициента  состоит из следующих  основных элементов (рис. 6.): напорного бака 2, в котором поддерживается постоянный горизонт воды, горизонтальной прямой трубы 4 постоянного диаметра, двух пьезометров 3 и 5, вентиля 6, регулирующего подачу и скорость движения воды в трубе, мерного бака 7.

Замер давления на трубопроводе производится в 4-х точках по сечению трубы. Этим достигается более точное определение среднего по сечению давления.

Потери напора на трение по длине трубы измеряются пьезометрами 3 и 5.

Расход определяется объемным способом.

Температура воды измеряется термометром 1.

3. Порядок проведения опытов

1. Включается насос, заполняется напорный бак, открывается вентиль 6 и по трубопроводу пропускается некоторый расход воды.

2. Следят за тем, чтобы из пьезометров при работающей установке удалился воздух; проверяется нулевое положение уровней в пьезометрах.

3. Прикрытием вентиля создается минимальный расход. Приводится в готовность мерный бак.

4. Измеряется расход мерным баком 7. Определяется время наполнения бака t и количество поступившей в бак воды V .

5. Одновременно с определением расхода определяется перепад давлений по пьезометрам 3 и 5.

6. Измеряется температура воды t0С

7. Пункты 4 к 5 выполняются для максимального расхода.

4. Порядок производства вычислений и оформления работы

1. Вычисляется средний за время опыта расход:

см3/с.

2. Средняя скорость  потока в трубопроводе

 см/с.

3. Потери напора по длине трубопровода находятся как разность показаний пьезометров в сечениях I-I и II-II

4. Величина коэффициента  сопротивления трения  (опытная)

5. В зависимости от температуры воды t0С по таблице 1 определяется кинематическая вязкость  воды в условиях опыта.

6. Вычисляем число Рейнольдса

7. Определяется коэффициент  по эмпирическим формулам для каждого течения. Сопоставляются значения коэффициента  вычисленного теоретически с .

Скачать файл