Схема лабораторной установки

В трубу переменного внутреннего диаметра () поступает от насосной станции жидкость (вода) в количестве .

По длине трубы в одиннадцати сечениях подключены пьезометрические трубки для измерения пьезометрического напора в сечениях. Внезапное расширение канала происходит между 4-ым и 5-ым сечениями. Установившийся режим течения наблюдается между 1-ым и 4-ым сечениями (при диаметре ) и между 9-ым и 11-ым сечениями (при диаметре ). Это фиксируется по регулярному падению напора на участках постоянного диаметра.

 

Рис. 4.2 Схема лабораторной установки

Потерю напора на местном сопротивлении можно определить по показаниям пьезометрических трубок, используя уравнение Бернулли. При этом в местное сопротивление неизбежно придется включить часть трубопровода диаметром . От того какая длина трубы включается в местное сопротивление будет зависеть определяемая величина потери напора, относимая на местное сопротивление. При обработке результатов измерений, полученных при проведении лабораторной работы, к местному сопротивлению «внезапное расширение» будем относить часть трубопровода длиной ≈(100 … 140) мм (в зависимости от графика изменения пьезометрического напора).

 

Проведение испытания и протокол испытания

Порядок действий при испытании:

1) проверить наличие жидкости в емкости насосной станции;

2) открыть дренажные трубки пьезометров используемой группы; остальные закрыть;

3) подключить стенд к электрической сети и включить основной насос;

4) открыть кран подачи жидкости от насоса к ротаметру, обеспечивая минимальную подачу;

5) открыть входной кран модуля;

6) согласовано открывая выходной кран модуля и кран подачи жидкости на вход ротаметра, установить требуемый расход жидкости ; уровень жидкости в пьезометрических трубках не должен приближаться к максимально допустимому;

7) выдержать некоторое время при работающем насосе, добиваясь установившегося режима течения;

8) зафиксировать показания пьезометрических трубок и занести соответствующие цифры в протокол испытания для установленного значения ;

9) при необходимости установить иной расход жидкости (см. п.6) и повторить пункты 7 и 8.

Табл. 4.1 Протокол испытания

Общие данные

Q дел.

Номер ротаметра

Q л/час

Q м^3/с

d1 мм

d2 мм

V1 м/с

V2 м/с

26.1.85 или 497.2.87

Показания пьезметров

h1 мм

h2 мм

h3 мм

h4 мм

h5 мм

h6 мм

h7 мм

h8 мм

h9 мм

h10 мм

h11 мм

Потеря напора на участке

h1-2 мм

h2-3 мм

h3-4 мм

h4-5 мм

h5-6 мм

h6-7 мм

h7-8 мм

h8-9 мм

h9-10 мм

h10-11 мм

 

Примечание. При определении расхода жидкости в л/час следует использовать одну из двух таблиц тарировки ротаметров

Ротаметр 26.1.85

расх. в дел. шкалы ротаметра	0	20	40	60	80	100
Q, л/час	170	602	1067	1555	2034	2698

Ротаметр 497.2.87

расх. в дел. шкалы ротаметра	0	20	40	60	80	100
Q, л/час	108	391	679	981	1363	1612

Обработка результатов эксперимента:

а) – к потерям на местном сопротивлении отнесем потери на участке между сечениями “i” и “j”; для определения номеров сечений анализируем график изменения пьезометрического напора по длине трубы (рис. 4.3);

б) – определяем потерю напора на участке между сечениями “i” и “j”

в) – вычисляем

г) – вычисляем и проводим сравнение с

д) – делаем выводы.

 

Рис. 4.3 К построению линии пьезометрического напора

 

 

 

Табл. 4.2 Обработка результатов эксперимента

№ п/п	Q,м^3/с	hм, мм
Среднее значение коэффициента местных потерь
Относительная погрешность

 

Выводы

Пример обработки результатов эксперимента

Табл. 4.1.П Протокол испытания

Общие данные

Q дел.

Номер ротаметра

Q л/час

Q м^3/с

d1 мм

d2 мм

V1 м/с

V2 м/с

26.1.85

2,778

0,261

Показания пьезметров

h1 мм

h2 мм

h3 мм

h4 мм

h5 мм

h6 мм

h7 мм

h8 мм

h9 мм

h10 мм

h11 мм

Потеря напора на участке

h1-2 мм

h2-3 мм

h3-4 мм

h4-5 мм

h5-6 мм

h6-7 мм

h7-8 мм

h8-9 мм

h9-10 мм

h10-11 мм

-100

-76

-6

Для проведения анализа результатов опыта построим по результатам измерений линию пьезометрического уклона (рис 4.4.П).

Рис. 4.4.П Линия пьезометрического уклона в опыте

Анализируя значения потерь напора между соседними сечениями, где установлены пьезометры, отмечаем:

– после четвертого сечения проявляется торможение потока и увеличение пьезометрического напора (часть кинетической энергии переходит в энергию давления);

– влияние местного сопротивления на движение потока завершается к седьмому или восьмому сечению, когда вновь наблюдается падение пьезометрического напора за счет потерь на преодоление гидравлического трения;

– если принять за местное сопротивление участок трубы между сечениями “i=4” и “j=7”, то

 

– расчетное значение коэффициента местных потерь по формуле Борда

– расхождение экспериментального и теоретического значений коэффициента потерь на местном сопротивлении составляет

Результаты учебного эксперимента следует признать удовлетворительными.

 

 

Лабораторная работа №5