Цель данной работы - ознакомление с видами потерь энергии из-за деформации потока, получение навыков определения потерь напора в местных гидравлических сопротивлениях и коэффициентов местных сопротивлений.
2. Требования к выполнению лабораторной работы
Лабораторная работа должна быть результатом самостоятельной и творческой работы студента. Все режимы работы экспериментальных установок, а также требуемые замеры выполняет студент.
Техническое оформление лабораторной работы должно соответствовать ЕСКД.
Отчет по лабораторной работе должен быть написан на одной стороне листов формата А4 и отличаться краткостью и ясностью изложения, без сокращения фраз и ненужных пояснений. В начале отчета должен быть титульный лист установленного образца. По согласованию с преподавателем допускается оформление отчетов в ученических тетрадях.
После защиты лабораторной работы отчет хранится на кафедре.
3. Содержание отчета по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1) цель работы;
2) схему и краткое описание конструкции лабораторной установки;
3) порядок выполнения экспериментов;
4) расчетные формулы по обработке результатов замеров;
5) таблицы замеров и результатов расчетов, а также необходимые графики и диаграммы.
4. Методические указания по выполнению лабораторной работы
4.1. Теоретические положения
Местным гидравлическим сопротивлением называется короткий участок трубопровода, на котором происходят изменения величины или направления скоростей потока из-за изменения конфигурации его твердых границ, т. е. поток деформируется. При протекании жидкости через местное сопротивление происходит отрыв потока от стенок, образуя области, в которых обычно возникают крупные вихри.
Наиболее типичные местные гидравлические сопротивления и характер движения жидкости в них приведены на рис.1.
Рис.1. Схемы местных гидравлических сопротивлений
Как показывают опыты, в большинстве случаев гидравлические потери приблизительно пропорциональны скорости течения жидкости во второй степени. Поэтому принято представлять гидравлические потери полного напора в виде
,
где V – средняя по живому сечению скорость в трубе, в которой установлено данное местное сопротивление;
x - безразмерный коэффициент потерь.
Приведенная формула называется формулой Вейсбаха.
Если на рассматриваемом местном сопротивлении происходит изменение поперечного сечения потока, то меняется и скорость потока V. В этом случае в формулу Вейсбаха подставляется большая из двух скоростей на данном местном сопротивлении.
Коэффициент потерь x в основном зависит от геометрических параметров местного сопротивления, числа Рейнольдса Re и шероховатости стенок трубопровода. Влияние этих факторов в настоящее время еще полностью не изучено. Поэтому коэффициент потерь x определяется экспериментально и только в ряде случаев имеется теоретическое решение [1, 3, 5, 6].
При ламинарном режиме течения жидкости (
) потери напора в основном
обусловлены вязкостным сопротивлением и прямо пропорциональны скорости потока,
являясь функцией Re.
При 
имеет место
турбулентная автомодельность, т. е. потери напора пропорциональны скорости
потока во второй степени (квадратичная зона сопротивления). При этом вязкость
жидкости незначительно влияет на потери напора, а коэффициент потерь имеет
практически постоянную величину, независящую от Re.
4.4.2. Экспериментальная часть
Лабораторная установка состоит (рис.2) из напорного бака 1, входного 2 и выходного 4 коллекторов, вентиля 5 и мерного бака 6. Входной и выходной коллекторы служат для установки испытуемого местного сопротивления 3 (на рис.2 показано внезапное сужение). Соединение при помощи фланцев. На входе и выходе местного сопротивления при помощи гибких трубок подсоединены измерительные пьезометры.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.