Описание лабораторного стенда

Установка состоит из напорного бака (рисунок 2) внутри которого для обеспечения заданного уровня (Н₁ и Н₂) воды находятся трубы 2 и 3. Жидкость в напорный бак 1 поступает по трубопроводу 10 через вентиль В₁. Бак снабжен отверстиями в тонкой стенке 6 разного диаметра и цилиндрическими насадками 7 также разного диаметра. Струя жидкости, вытекающая из отверстия или насадка, попадает в корыто 5, откуда по трубе переливается в мерный бачок 8. Для выпуска воды из мерного бачка служит сливная труба 9 и вентиль В₄

Для изменения напора перед отверстием или насадком служит вентиль В₂, закрытое положение которого соответствует уровню воды H₁, а открытое – уровню воды в баке Н₂.

 

6 Порядок проведения опытов и обработка экспериментальных данных

Для отверстия в тонкой стенке:

1. Открыть вентиль В₁ и наполнить бак 1 (при этом вентили В₂, В₃ и В₄ закрыты);

2. После установки уровня Н₁ перед отверстием 6 необходимо поочередным отвинчиванием колпачка с отверстия определенного диаметра замерить траекторию струи (Х^΄ и Y^΄) и время заполнения мерного бачка;

Рисунок 2 - Лабораторный стенд

 

3. Микрометром измеряется диаметр сжатой струи. Измерение желательно проводить в двух направлениях не менее 2 - 3 раз и принять среднее значение.

По данным замеров вычисляются

а) коэффициент сжатия струи ε = S_сж / S = d²_сж /d²;

б) расход воды Q=W/ t,

где W – объем мерного бачка;

в) коэффициент скорости по зависимости

или φ = μ /ε;

г) коэффициент расхода

;

д) коэффициент сопротивления

.

Опыт проводится 2-3 раза. Результаты наблюдений и подсчетов заносятся в таблицу 6.2.

Таблица 2 – Данные измерений и вычислений

№	Наименование	Обозн.	Разм.	Опыты
	Напор под центром отверстия	Н	м
	Диаметр отверстия	d	м
	Площадь отверстия	S	м^2
	Диаметр сжатой струи	dсж	м
	Коэффициент сжатия	ε
	Объем воды, вытекшей через отверстия	W	м^3
	Расход	Q	м^3/с
	Время наполнения мерного бачка	t	с
	Коэффициент расхода	μ
	Коэффициент скорости	φ
	Коэффициент сопротивления	ξ
	Отметка по горизонтальной оси	Х^1	м
	Отметка по вертикальной оси	Y^1	м
	Погрешность в определении коэффициента расхода опытным путем от теоретического		%
	Погрешность в определении коэффициента скорости опытным путем от теоретического		%

 

Для цилиндрических насадков:

1. Открыть вентиль В₁ и наполнить напорный бак 1;

2. После установления уровня Н₁ перед насадком 7 необходимо поочередным отвинчиванием колпачка с цилиндрического насадка определенного диаметра замерить время наполнения мерного бачка и диаметр струи жидкости (по микрометру).

На основании данных наблюдений и измерений вычисляют

а) расход воды Q=W/ t и скорость v = Q / S,

где S – площадь сечения насадка;

б) скоростной напор v² /2g;

в) коэффициент расхода

;

г) потери напора в насадке

;

д) коэффициент сопротивления насадка

.

Опыт проводится 2-3 раза. Результаты наблюдений и расчетов заносятся в таблицу 6.3).

 

Таблица 3 – Данные измерений и вычислений

№	Наименование	Обозн.	Разм.	Опыты
	Диаметр входного сечения отверстия	d	м
	Объем воды, поступающей в мерной бачок	W	м^3
	Время наполнения мерного бачка	t	с
	Напор под центром насадка	H	м
	Расход	Q	м^3/с
	Скорость движения воды	v	м/с
	Скоростной напор	v^2/2g	м
	Коэффициент расхода	μ
	Потери напора в насадке	h	м
	Коэффициент сопротивления	ξ

 

По окончанию замеров и расчетов первой половины опыта, открывают вентиль В₂ и устанавливают в напорном баке 1 уровень воды H₂. Затем по порядку, описанному выше, производят замеры и расчеты для истечения жидкости через отверстия в тонкой стенке и цилиндрические насадки, соответствующие новому уровню воды в напорном баке Н₂.

По окончанию опыта и проведенными соответствующими расчетами, необходимо сравнить коэффициенты расхода отверстия с коэффициентами расхода цилиндрического насадка.

 

Содержание отчета

- теоретическое обоснование;

- схемы установки;

- таблицы измерений и расчетов;

- выводы.

 

8 Контрольные вопросы

1. Какое отверстие называется малым?

2. Какую стенку называют тонкой?

3. Какой вид имеет формула расхода жидкости через малое отверстие в тонкой стенке?

4. Почему при установке насадка происходит увеличение расхода?

5. Какие виды насадков Вы знаете и в каких случаях они применяются?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1982.

2. Гейер В.Г. и др. Гидравлика и гидропривод. – М.: Недра, 1970.

3. Митусов А.А. Основы расчета и проектирования гидропривода и его элементов: Учебное пособие. Караганда: КарГТУ, 1997.

4. Некрасов Б.Б. и др. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу. – М.: Высшая школа, 1989.

5. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Ленинград, Энергоиздат, 1982.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Лабораторная работа №1

Определение коэффициентов местных

гидравлических сопротивлений………………………..……………………3

 

Лабораторная работа №2

Определение коэффициента гидравлического

сопротивления в трубе………………………………………….…………….7

 

Лабораторная работа №3

Режимы движения жидкости…………………………………………………14

 

Лабораторная работа №4

Экспериментальная проверка уравнения Бернулли…………………………21

 

Лабораторная работа №5

Определение коэффициента расхода расходомера Вентури………………..28

 

Лабораторная работа №6

Истечение жидкости через отверстия и насадки……………………………..34

 

Список использованой литературы...................................................................42