Практическое пособие к лабораторным занятиям по курсу ''Гидравлика, гидропривод и гидропневмоавтоматика'', страница 7

Местные потери напора h_x в гидравлических расчетах принято выражать в долях скоростного напора:

,                                            (1)

где x – коэффициент местного сопротивления;

 – скоростной напор, который обычно определяется в сечении после местного сопротивления.

Величина x зависит от формы местного сопротивления, распределения скоростей перед входом в него, условий входа жидкости, числа Рейнольдса и шероховатости стенок. Род жидкости влияет на величину x лишь через величину кинематического коэффициента вязкости n, входящего в число Рейнольдса.

Если местные сопротивления расположены на близких друг от друга расстояниях, и на разделяющем участке трубопровода эпюра скоростей не успевает стабилизироваться, то происходит взаимное влияние сопротивлений. В этом случае общая потеря напора не будет равна сумме потерь напора на изолированных сопротивлениях. Например, при последовательном соединении двух колен (рис. 1) в случае (а) – суммарный коэффициент x_S = 3x , а в случае (б) – x_S = 1,45x , где x – коэффициент сопротивления изолированного колена.

Взаимное влияние местных сопротивлений в трубопроводе становится заметным, если длина участка между ними меньше (5¸6)d где d – внутренний диаметр трубопровода.

Рис. 1. Последовательное соединение двух колен

Потери напора, вызываемые сопротивлением любого типа, определяются с помощью уравнения Бернулли:

, откуда:

,      (2)

где h_w – сумма потерь, состоящая из потерь напора по длине h_l и местных потерь напора h_x .

Для определения местных потерь напора h_x , необходимо исключить из суммы h_w потери по длине h_l .

Описание опытной установки

Работа выполняется на стенде, схема которого приведена в описании лабораторной работы №2.

На стенде размещены перечисленные выше местные сопротивления с подключенными к ним пьезометрами для определения местных потерь напора. Все пьезометры выведены на общий пьезометрический щит, причем ось трубопровода совпадает с началом отсчета пьезометров, т. е. Z=0.

Порядок выполнения работы

Запустить установку, снять показания пьезометров для нахождения потерь напора на указанных местных сопротивлениях и измерить их с помощью счетчика. Опыт повторить, изменив расход воды.

Результаты измерений и вычислений представить в виде таблицы 1.

При определении местных потерь напора потерями по длине пренебречь. В таком случае местные потери напора h_x вычисляются как разность гидродинамических напоров в сечениях подключения пьезометров перед и за местными сопротивлениями.

Для внезапного расширения вычислить потери напора по теоретической формуле Борда:

, где J₁ и J₂ – средние скорости жидкости в сечениях трубопровода, соответственно, до и после внезапного расширения.

Расчетные значения потерь напора сравнить с опытными потерями напора при внезапном расширении. Вычислить процент расхождения p между теоретическими и опытными значениями потерь напора при внезапном расширении по формуле:

.

Таблица 1

Измеряемые и вычисляемые величины		Внезапное расширение		Внезапное сужение		Колено Q = 90°
		сеч. №	сеч. №	сеч. №	сеч. №	сеч. №	сеч. №
1. Диаметр сечения d	см
2. Площадь поперечного сечения F	см2
3. Средняя скорость течения	см/с
4. Скоростной напор	см
5. Показание пьезометра h	см
6. Гидродинамический напор H = h + hv	см
7. Местные потери напора hx = H1 – H2	см
8. Коэффициент местных потерь по опыту	-
9. Коэффициент x по опыту