Гидравлика: Лабораторный практикум, страница 31

На рис. 1 представлена схема установки для определения потерь напора на трение в стальной трубе. В кронштейнах нижней секции установлен модуль № 1, представляющий собой стальную трубу диаметром d= 20 мм. Перепад напоров на исследуемом участке трубы Lопределяется путем измерений пьезометрических напоров в двух сечениях. Для этого используются пьезометры, размещенные на приборной панели и соединенные гибкими трубками со штуцерами отверстий в стенке трубы в двух сечениях. Расход воды в трубе устанавливается игольчатым вентилем ВН1 и измеряется с помощью ротаметров Р1, Р2 и Р3.

Работа выполняется в следующей последовательности:

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

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

3.  Наблюдая за столбиками воды в двух пьезометрах игольчатым вентилем ВН1, установить по шкале ротаметра Р3 наибольший возможный (для данной работы) расход жидкости, и при достижении установившегося режима течения произвести измерения:

-  расхода воды по ротаметру Р3;

-  показания двух пьезометров.

4.  После выполнения измерений и занесения их в таблицу с помощью игольчатого вентиля ВН1 изменить расход и после достижения установившегося режима повторить измерения. Следует выполнить 6 – 8 опытов. Желательно чтобы они охватывали весь возможный диапазон расходов от Q_max  до Q_min , при котором величина потерь напора h_f может быть еще достаточно точно измерена.

По мере уменьшения расходов необходимо перейти на работу с ротаметром Р2, для этого перекрыть вентиль ВН4 и плавно открыть вентиль ВН3. Для работы с ротаметром Р1 перекрыть вентиль ВН3 и плавно открыть вентиль ВН2.

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

6. 

Кинематический коэффициент вязкости ν определить соответственно температуре по графику (прил. 3).

2. Порядок выполнения вычислений

1.  Умножая показания ротаметров на тарировочные коэффициенты определить расход воды в каждом опыте Q_i.

2.  Вычислить среднюю скорость течения

= Q / S,

где S – площадь сечения трубопровода.

3.  По средней температуре, пользуясь графиком n = f(t), (прил. 3) определить  кинематический коэффициент вязкости.

4.  Для каждого опыта вычислить число Рейнольдса

 ,

где d = 15 мм – диаметр трубопровода.

5.  Определить десятичный логарифм числа Рейнольдса lgRe.

6.  Определить потери напора на трение h_тр как разность показаний пьезометров.

7.  Вычислить опытные значения коэффициентов гидравлического трения по зависимости

,

где l – длина трубопровода, l=  м.

8.  Определить величины lg (100 l_оп).

9.  В зависимости от величины числа Рейнольдса по соответствующей формуле (5.6, 5.7, 5.9, 5.10, 5.11, 5.12, 5.13) вычислить теоретические значения коэффициента гидравлического трения  и определить величины .

10.  Пользуясь формулой Шифринсона , определить относительную шероховатость D/d и затем эквивалентную шероховатость D_э.

11.  Определить толщину пограничного слоя .

12.  Построить графическую зависимость опытного коэффициента гидравлического трения от числа Re: l =f(Re).

Все измерения, сделанные в процессе опытов, и результаты вычислений занести в табл.1. и 2.

Таблица 1

Измеренные величины

№ п/п	Показания				Температура воды
	ротаметра	пьезометров		разность
		h1	h2
	дел.	мм	мм		оС
1
2
…	…	…	…	…
7

 Таблица 2

Вычисленные величины

№ п/п	Расход Q	Средняя скорость течения V	Коэфф. кинемат. вязкости n	Число Рейнольдса
	м3/с	м/с	м2/с
1
2
…	…	…	…	…	…
7