Гидравлика: Лабораторный практикум, страница 28

  1.  При каком условии жидкость в сосуде находится в состоянии относительного равновесия?

  2.  По какому закону изменяется давление в жидкости по глубине и по радиусу цилиндрического сосуда при относительном покое?

  3.  Какую форму представляет свободная поверхность при относительном равновесии в случае прямолинейного и равноускоренного движения сосуда и при вращении его вокруг вертикальной оси?

  4.  Какие силы действуют на жидкость в сосуде, вращающемся вокруг вертикальной оси и движущемся прямолинейно и равномерно?

Лабораторная работа № 3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ УРАВНЕНИЯ

БЕРНУЛЛИ НА ТРУБЕ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ

Цели работы:

  1.  Получить непосредственными измерениями значения пьезометрических и полных напоров вдоль трубы переменного сечения для установившегося течения реальной жидкости при разных расходах.

  2.  Определить средние скорости в сечениях потока и потери энергии (напора) на участках трубы,  используя данные опытов.

  3.  Построить диаграмму изменения напоров (удельных энергий жидкости) вдоль потока для сопоставимых опытов, проанализировать характер изменения величин и их функциональные связи.

1. Порядок проведения опытов

Схема экспериментальной установки для изучения уравнения Бернулли приведена на рис. 1. Исследуемый в этой работе модуль № 5 представляет собой круглую трубу в центральной части которой вмонтирована трубка Вентури. Модуль закрепляется на двух кронштейнах в нижней секции стенда. С одной стороны он соединяется с напорным баком, а с другой стороны соединяется с краном ВН1 с помощью которого изменяется расход протекающей через модуль жидкости. Необходимые размеры характерных частей

модуля показаны на рис. 2.

Последовательность операций при проведении эксперимента следующая.

1.  Освободив трубки Тр2 и Тр3 от зажимов, установить одинаковый уровень в пьезометрических трубках («нулевое» положение) и снова пережать трубки (рис. 1).

2.  Включить электронасос НМ, плавно открыть вентиль ВН4, при приоткрытом вентиле ВН1.

3.  Открывая и закрывая игольчатый вентиль ВН1, по шкале ротаметра Р3 установить заданный по условиям проведения лабораторной работы расход жидкости, и после достижения установившегося режима измерить его с помощью ротаметра и занести в протокол.

4.  Снять показания пьезометров, присоединенных к разным сечениям модуля через штуцеры (Ш1. Ш2,…) и занести их в протокол.

5.  По мере уменьшения расходов необходимо перейти на работу с ротаметром Р2, для этого перекрыть вентиль ВН4 и плавно открыть вентиль ВН3.После достижения установившегося режима повторить измерения по п.4. Для работы с ротаметром Р1 перекрыть вентиль ВН3 и плавно открыть вентиль ВН2 и выполнить операции по п.п.3 и 4.

6.  По окончании проведения работы выключить электронасос и перекрыть вентили ВН1, ВН2, ВН3 и ВН4.

2. Обработка опытных данных

1.  По заданным диаметрам в каждом i-том сечении определить площади этих сечений S_i.

2.  Умножая показания ротаметров на соответствующие тарировочные коэффициенты определить расход воды в стеклянной трубе Q[л/с].

3.  Вычислить среднюю скорость в каждом i-том сечении по формуле

.

4.  Вычислить скоростной напор (удельную кинетическую энергию)

.

5.  Определить полную удельную энергию, определяя ее как сумму удельной потенциальной энергии z+p_i /ρg (показания пьезометров) и удельной кинетической энергии υ_i /2g в каждом i-том сечении.

6.  Определить потери напора (полной удельной энергии) h_f на участках трубы между сечениями как разность между полными напорами первого сечения и любого другого, расположенного ниже по течению.

7.  Все величины, замеренные в опыте, и результаты вычислений занести в соответствующие графы таблиц 1 и 2.

8.  Построить энергетический график одномерного потока жидкости, для этого на чертеж нанести:

-  профиль трубки Вентури в масштабе;