Устрій експериментальної установки.

методика проведення эксперименту

Дросельний витратомір встановлений на робочій ділянці 13 (див. схему комплексного стенду). Вода з резервуару 1 через регулювальний вентиль 4 поступає в переливний бак 5. Частина рідини через відкритий кран 8 потрапляє в напірний бак 9, а надлишок зливається в каналізацію через переливну воронку 6 по шлангу 7. З напірного бака 9 вода поступає на робочу ділянку 13, де встановлений дросельний витратомір. Тиск до і після витратоміру вимірюється п'єзометрами 32 і 33. Регулювання витрати води здійснюється пробковим краном 25.

Для проведення експерименту необхідно:

Відкрити регулювальний вентиль 4 і створити перелив. Плавно відкриваючи кран 25, встановити меніск в п'єзометрі 32 на відмітці 830 ¸ 850 мм. Поворотом рукоятки 22 на 90⁰ проти ходу годинникової стрілки відкачати воду з приймального бака 23. Зміряти час закінчення заданого об'єму рідини, включивши секундомір у момент поєднання стрілки вимірника об'єму 26 з відміткою «0» і включивши його у момент поєднання стрілки з відміткою заданого об'єму. Одночасно проводиться вимір температури рідини і показання п'єзометрів 32 і 33. Відкачати воду з приймального бака і, привідкрив кран 25 так, щоб рівень рідини в п'єзометрі 32 знизився на 70-80 мм, повторити виміри.

 

Обробка результатів експерименту

Витрата рідини , м³/с

Різниця показань п'єзометрів , м

Коефіцієнт витрати , м^2,5/с

Середня швидкість , м/с

Число Рейнольдса

 

Опитні і розрахункові величини заносяться в таблицю

Найменування	Позначення	Розмірність	№ опиту
Діаметр труби
Об'єм рідини	V
Температура рідини		^оС
Кінематичний коефіцієнт в'язкості
Час витікання		з
Показання I п'єзометра
Показання II п'єзометра
Різниця показань
Витрата рідини	Q
Середня швидкість	Vcp
Коефіцієнт витрати	C
Число Рейнольдса	Re	-

 

Будується тарувальна крива і графік залежності коефіцієнта витрати від режиму руху швидкості

 

Контрольні питання

1. Який принцип дії дросельного витратоміру?

2. Які типи дросельних витратомірів використовуються в техніці?

3. Які характерні особливості різних дросельних витратомірів?

4. Що називається коефіцієнтом витрати дросельного витратоміру?

5. Як залежить коефіцієнт витрати від режиму руху рідини?

 

 

Лабораторна робота № 5.

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ОПОРУ ПО ДОВЖИНІ ТРУБОПРОВОДУ

Мета

Вивчення фізичний механізм появи витрат енергії по довжині трубопроводу та методи визначення коефіцієнта опору по довжині трубопроводу

Завдання

1. Зробити необхідні експериментальні виміри та розрахувати коефіцієнт . 2. Побудувати графік залежності коефіцієнта від режиму руху рідини

 

Теоретичні положення

Одним з найважливіших питань гідравліки є визначення витрат енергії при русі рідини. В окремому випадку руху рідини по трубопроводах розрізняють втрати енергії по довжині трубопроводу ()і в місцевих опорах (). Витрати по довжині обумовлені силами внутрішнього тертя між шарами рідини, що рухається. Ці витрати виражені переходом частини механічної енергії в теплову, що є необоротним процесом.

Для визначення втрати напору по довжині використають формулу Дарсі

, м

де - коефіцієнт опору по довжині; - довжина ділянки труби, м; - внутрішній діаметр труби, м; - середня швидкість руху рідини, м/с; - прискорення сили ваги

Коефіцієнт опору по довжині труби визначається залежно від режиму руху рідини.

При ламінарному режимі () обчислюється по теоретичній формулі Пуазейля:

При турбулентному режимі розрахункові формули для визначення вибираються залежно від співвідношення товщини ламінарної плівки і еквівалентної шорсткості стінки труби . При цьому розділяють гідравлічно гладкі труби, для яких , гідравлічно шорсткуваті труби – , і труби перехідної зони при . Для кожного з типу труб існують розрахункові залежності, що визначають . Визначити, до якого типу ставиться даний трубопровід, можна за допомогою комплексу , де - діаметр трубопроводу.

Для гідравлічно гладких труб . Коефіцієнт опору залежить тільки від числа Рейнольдса й визначається формулою Блазіуса:

Для перехідної зони . Для коефіцієнта опору рекомендується формула Альтшуля:

Для гідравлічно шорсткуватих труб . Коефіцієнт опору не залежить від числа Рейнольдса. а визначається тільки еквівалентною шорсткістю і може бути визначений по формулі Шифрінсона:

Наведені формули отримані експериментально для труб круглого перетину, виконаних зі сталі й чавуну. Для полімерних і скляних труб, а також для труб некруглого перетину, розрахунок по цих формулах приводить до росту погрішності, тому рекомендується зі спеціальної літератури підбирати відповідні залежності.

Для експериментального визначення може бути використана формула Дарсі:

;