Изучение местных сопротивлений

При работе установки вода насосом подается в исследуемый трубопровод (5) переменного сечения (d₁=8 мм; d₂=16 мм). Такая конфигурация трубопровода приводит к образованию местных сопротивлений. Расход, пройденной через трубопровод жидкости, определяется показанием счетчика.

Перед началом работы необходимо ознакомиться с данным методиче­ским указанием и проверить исправность установки.

2.1. Открыть кран слива (7) и, открывая кран (1), установить такое значение расхода жидкости (6), при котором образуется турбулентный режим движения.

При ламинарном режиме движения жидкости местные сопротивления играют малую роль, по сравнению с сопротивлениями трения, и ими можно пренебречь.

2.2. Расход жидкости определить по показанию счетчика (6) и записать соответствующие измерения в протокол испытаний.

2.3. Закрыть кран (1).

2.4. Выполнить действия по п.п. 1-3 последовательно для пяти значений рас­хода в области турбулентного течения. Показания манометров и счетчика воды за­писать в протокол испытаний.

2.5. Вычислить экспериментальные значения коэффи­циента местного сопротивления в области внезапного сужения и внезапного расширения трубопровода по формулам:

 

(2.10)

где V – значение скорости течения жидкости.

Скорость для области внезапного расширения в сечении 1 – 1 и для области внезапного сужения в сечении 2 – 2 находим по формуле:

 

(2.11)

 

2.6. Вычислить расчетные значения коэффициента местного сопротивления в области внезапного расширения и внезапного сужения трубопровода по формулам:

 

(2.12)

(2.13)

где S ₁ и S ₂ – площади соответствующих сечений трубопровода.

 

Таблица 2.3

Результаты измерений

Параметр

Единицы измерения

Способ определения

Результаты измерений

Расход воды, Q

л/мин

измерение

м^3/с

измерение

Показания пьезометров

h 1

мм.вод.ст

измерение

h 2

мм.вод.ст

измерение

Потери напора, D h

мм.вод.ст

D h = h 2- h 1

Скорость течения, V

м/с

Коэффициент гидравлического сопротивления (экспериментальный), l э

б/р

Критерий Рейнольдса

б/р

Коэффициент гидравлического сопротивления (расчетный), l р

б/р

Статистическая значимость различий средних значений l р и l э

б/р

На ПЭВМ

2.7. Вычислить по программе «statzna.raz» статистическую значимость различий экспериментальных и расчетных значений величин и . Занести все результаты оценок в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Результаты измерений

Параметр	Единицы измерения	Способ определения	Результаты измерений
Расход воды, Q	л/мин	измерение
м^3/с	измерение
Показания трубок полного напора	h 1	мм.вод.ст	измерение
h 2	мм.вод.ст	измерение
h 3	мм.вод.ст	измерение
Скорость течения, V	м/с
Коэффициент местного сопротивления (экспериментальный),	б/р
Критерий Рейнольдса	б/р
Коэффициент местного сопротивления, область сужения (расчетный),	б/р
Коэффициент местного сопротивления, область расширения (расчетный),	б/р
Статистическая значимость различий средних значений и	б/р	На ПЭВМ

Вопросы для контроля

1. Чем различаются местные и распределенные по длине трубопровода сопротивления?

2. Какие виды течения жидкости различают?

3. Какие величины входят в критерий Рейнольдса и в чем заключается его физиче­ский смыл?

4. Каков физический смысл коэффициентов сопротивления?

 

Литература

1. Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учебник для машинострои­тельных ВУЗов /Т.М. Башта, С.С. Руднев,
Б.Е. Некрасов и др. – 2-е изд., пере­работанное. – М: Машиностроение, 1982. – 423 с.

2. Идельчик, И.Б. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Б. Идельчик. – М.: Ма­шиностроение, 1975. – 559 с.

3. Статистическая обработка экспериментальных данных: методические ука­зания по выполнению лабораторной работы. – Орел:
ОфМИП, 1992. – 20 с.