Обробка результатів досліджень. 10.5.1 Визначають витрату води об’ємним методом:

10.5.1 Визначають витрату води об’ємним методом:

. (9.4)

10.5.2 Розраховують кінематичну в’язкість води в залежності від температури t:

(9.5)

10.5.3 Будують графік залежності різниці рівнів рідини в п’єзометрах D h від витрати рідини.

10.5.4 На графіку залежності D h (Q) з початку координат проводять пряму лінію, яка проходить через першу дослідну точку і оцінюють, які ще наступні дослідні точки попадають на цю пряму лінію. Відібрані таким чином дослідні точки відповідають ламінарній течії і їх використовують для розрахунку діаметра за формулою, отриманою з рівняння (1.2). Знаходять середнє значення діаметра d_сер.

10.5.5 Використовуючи середнє значення діаметра розраховують швидкість руху рідини в трубі:

. (9.6)

10.5.6 Розраховують число Рейнольса:

. (9.7)

Перевіряють відповідність дослідних даних, вибраних для розрахунку діаметра, ламінарній течії. Роблять висновки щодо характеру залежності втрат напору на тертя від витрати рідини для різних режимів течії рідини.

Таблиця 9.1 – Протокол даних дослідів і їх розрахунків

10.6 Контрольні запитання

Що називається характеристикою трубопроводу?

10.6.2 Який характер залежності втрат напору на тертя від витрати рідини в трубопроводі:

· при ламінарному режимі руху?

· при турбулентному режимі руху?

10.6.3 Який характер залежності втрат напору на тертя від діаметра труби:

· при ламінарному режимі руху?

· при турбулентному режимі руху?

Якщо збільшити у два рази витрату рідини, то як це вплине на величину втрат напору за умови, що у трубопроводі зберігається ламінарна течія? Що буде, якщо при цьому збільшити у два рази діаметр трубопроводу?

Лабораторна робота № 11
Визначення коефіцієнтів місцевих опорів

Мета роботи

Визначення дослідним шляхом значення коефіцієнтів місцевих опорів в напірному трубопроводі, порівняння одержаних значень з даними, які рекомендуються в довідниках для квадратичної зони опору. Оцінка впливу числа Рейнольдса на величину коефіцієнтів місцевих опорів при ламінарному режимі течії рідини.

Основні положення

Вузли трубопровідних систем, які викликають зміну форми, розмірів і напрямку потоку, називаються місцевими опорами, а втрати енергії на них - місцевими втратами.

Місцеві опори поділяються на прості і складні. До простих відносяться: раптові і плавні (дифузори) розширення, раптові і плавні (конфузори) звуження, плавні (відводи) і різкі (коліна) повороти трубопроводів. Складні опори – це комбіна­ція простих. При русі в'язкої рідини через місцеві опори змінюється поле швидкостей потоку, спостерігається звуження і відрив потоку від стінок каналу, утворюються зони, заповнені великими і дрібними вихрами.

Вихровий рух посилює процес дисипації енергії, завдяки чому втрати в місцевих опорах можуть набагато переважати втрати по довжині на дільниці такої довжини, що і місцевий опір. Степінь деформації потоку, величина і інтенсивність вихорів істотно зале­жать від режиму руху рідини, тобто від числа Рейнольдса.

Втрати енергії, які віднесені до одиниці ваги рідини, обраховують за формулою Вейсбаха

, (11.1)

де - коефіцієнт втрат на місцевому опорі,який вказує, яка частина швидкісного напору губиться на місцевому опорі; u - середня швидкість рідини в перерізі трубопроводу за місцевим опо­ром.

Коефіцієнт місцевих втрат при турбулентному режимі в зоні квадратичного опору залежить від конструктивних особливостей міс­цевого опору і в більшості випадків визначається експериментально.

Для випадку раптового розширення формула втрат напору, одер­жана теоретично з деякими допущеннями, має вигляд

, (11.2)

де u ₁ - швидкість в потоці на дільниці до розширення; u ₂ – те ж після розширення.

На основі формули (11.2) може бути одержаний вираз для визначення коефіцієнта раптового розширення

, (11.3)

де , - діаметр труб до і після розширення.

При ламінарному режимі коефіцієнти опорів залежать не лише від геометричної форми вузла, а й від числа Рейнольдса. Ця за­лежність представлена в виді

, (11.4)

де А, В - сталі для даного місцевого опору.

Втрати напору в місцевому опорі, який розміщений на горизон­тальній дільниці трубопроводу сталого перерізу, визначаються різницею п'єзометричних напорів в перерізах до і після опору

, (11.5)

так як при цьому швидкісні і геометричні напори у вказаних перерізах однакові.

Якщо діаметри труби перед і за місцевими опорами різні (наприклад, у випадку розширення і звуження потоку), то повинні враховуватися і швидкісні напори і ,

, (11.6)

де - коефіцієнт нерівномірності в перерізі потоку місцевих швидкостей.

Поиск по сайту: