новая папка 1 / 241562

5. Описание экспериментальной установки

Схема установки приведена на рис.2. При проведении эксперимента воздух подается с помощью компрессора 1 в испытуемый трубопровод с местными сопротивлениями (рис.2). Расход воздуха регулируется вентилем 2 и определяется при помощи расходомера Вентури 3 и U – образного манометра 4.

Для определения перепада давления на каждом местном сопротивлении служит батарейный манометр 5, состоящий из отдельных манометров 6, 7, 8, 9, 10.

6. Порядок проведения работы

Работа выполняется в присутствии преподавателя или лаборанта.

1.Включают компрессор и устанавливают заданный перепад давлений на расходомере Вентури.

2.По установленному перепаду давлений на расходомере с помощью градуировочной кривой определяют расход воздуха.

3.Определяют перепады давлений на местных сопротивлениях.

4.По барометру определяют атмосферное давление.

5.Измеряют температуру воздуха в помещении.

6.Полученные данные заносят в журнал наблюдений.

7. Журнал наблюдений

			Таблица 1
	Опытные данные
Измеряемая величина	Условное	Единица	Значение
	обозначение	измерения
Барометрическое давление	B	мм рт.ст.
Температура воздуха	t	0С
Перепад давления на расходомере	p	мм вод.ст.
Вентури
Расход воздуха	V	м3/с
Перепад давления на местных	h1 2	мм вод.ст.
сопротивлениях
	h2 3
	h3 4
	10

8. Обработка результатов опыта

При расчетах необходимо использовать систему единиц СИ.

1.Измеренные перепады давления на местных сопротивлениях переводят в Па.

2.Вычисляют плотность воздуха с учетом измеренных величин барометрического давления ( B ) и температуры (t ) по уравнению состояния по формуле:

						0	B 273
								,	(19)
							p0 273 t
где		0	1,29	кг/м3,	p 101325	Па (760 мм рт.ст.) – соответственно
					0

плотность и давление воздуха при нормальных физических условиях; t – температура воздуха в помещении, 0С.

3. Определяют средние скорости движения воздуха в трубопроводе по формуле:

w

V

,

(20)

i

fi

где fi

d 2

– площади сечения участков труб, м2; V – расход воздуха,

i

4

м3/с.

4. Вычисляют потери на трение (Па) по формуле:

p

l

w2

i

i

,

(21)

тр

i

di

2

где i – коэффициент трения, который определяют по формуле для гидравлически гладких труб:

0,3164

i Re0 ,25 . (22)

5. Число Рейнольдса находят из уравнения (7). Коэффициент кинематической вязкости воздуха определяют по таблице приложения 1. На участках, имеющих переменный диаметр, потери на трение находят,

складывая потери на элементах, составляющих данный участок.

11

6.По формуле (4) определяют значения динамических давлений до и после местного сопротивления.

7.По формуле (3) рассчитывают коэффициенты местных сопротивлений.

8.По формулам (13), (14), (15) определяют суммарный коэффициент сопротивления системы и суммарные потери давления на трение и местные сопротивления.

9.Полученные значения коэффициентов местных сопротивлений сравнивают с табличными значениями (Таблица приложения 3).

10.Вычисляют относительную погрешность по формуле

		теор		.
		теор

Все результаты заносят в таблицу 2. Все промежуточные результаты расчетов приводятся в отчете. Расчеты должны содержать формулы в буквенном и численном выражении и результат.

11. Провести анализ полученных результатов и сделать выводы.

Таблица 2

Результаты обработки опытных данных

Наименование	Обозначение	Единица	Местные сопротивления
величины		измерения		внезапное расширение	внезапное сужение
			плавный поворот
1	2	3	4	5	6
Расход воздуха	V	м3/с
Плотность воздуха		кг/м3
Коэффициент		м2/с
кинематической
вязкости воздуха

12

				Окончание табл. 2
1	2	3	4	5				6
Диаметр	d	м	0,015	0,015		0,020	0,020		0,015
трубопровода
Площадь	f	м2
поперечного
сечения трубы
Скорость воздуха	w	м/с
Число Рейнольдса	Re	–
Динамическое	pдин	Па
давление
Коэффициент		–
трения
Длина участка	li	м	0,45	0,055			0,125
трубы
Потери на трение	pтр	Па
Коэффициент	м	–
местного
сопротивления по
опытным данным
Коэффициент	теор	–
местного
сопротивления по
теоретическим
данным
Относительная		%
погрешность
Приведенный		–
коэффициент
местного
сопротивления
Суммарный	сист	–
коэффициент
сопротивления
системы
Приведенный	d0	м
диаметр
		13

9. Оформление отчета по работе

Отчет по лабораторной работе должен иметь титульный лист с указанием наименования работы, фамилии и инициалов студента, группы, даты проведения опыта. Он должен включать:

а) схему установки;

б) журнал наблюдений; в) обработку результатов опыта (приведение промежуточных расчетов и

таблицы конечных результатов).

10.Контрольные вопросы

1.Какие сопротивления называют местными?

2.По какой формуле определяют потерю напора на местном сопротивлении?

3.От чего зависит коэффициент местного сопротивления?

4.В чем состоит суть принципа наложения потерь напора в трубопроводе?

5.Как определить коэффициент сопротивления системы?

6.Как определяются коэффициенты местного сопротивления в экспериментах?

7.В чем заключается метод «эквивалентных длин»?

8.От чего зависит «эквивалентная» длина?

9.В каком случае потери на местном сопротивлении больше – при внезапном расширении трубы или при внезапном ее сужении при одинаковых диаметрах и неизменных остальных параметрах потока?

10.Изменится ли коэффициент местного сопротивления при отнесении к скоростному напору перед местным сопротивлением? Изменятся ли при этом потери напора на местном сопротивлении?

14

11.Библиографический список

1.Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы [Текст] /Т.М. Башта [и др.] - М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.

2.Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам [Текст] / под ред.Б.Б. Некрасова. – Минск: Вышейшая школа, 1985. – 382 с.

3.Штеренлихт, Д.В. Гидравлика. [Текст]. Кн.1. – 2-е изд., перераб. и доп. / Д.В. Штеренлихт. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 351 с.

4.Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: учеб. пособие для

студентов высших учебных заведений. [Текст] / Т.В. Артемьева

[и др.]; под ред. С.П. Стесина. – 4-е изд. – М.: Академия, 2008. – 336 с.

15

																								Приложение 1
			Значение коэффициента кинематической вязкости воздуха
	Температура воздуха, 0С													15								20						25
	Коэффициент			кинематической						вязкости				14,6								15,1						16,6
	106 , м2/с
																								Приложение 2
					Значения коэффициента влияния
	Соотношение				0		10				20			30					40					50				60
			l / d
	Значение k				0,6		0,72				0,82			0,9					0,96					0,99				1
																								Приложение 3
					Коэффициенты местных сопротивлений
	№		Вид местного							Формула для определения коэффициента
	п/п		сопротивления										местного сопротивления
	1.		Внезапное расширение															f				2
																			2	1
																		f1
	2.		Внезапное сужение							f2			0,01		0,10	0,20						0,40			0,60				0,80
										f1
													0,50		0,46	0,42						0,34			0,25				0,15
	3.		Плавный поворот на											A B ;		A 1,4 ;						B 0,12 .
				1800													0,17 .

16

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ МЕСТНЫ Х

СОПРОТИВЛ ЕНИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе № 5

Составители: Ермаков Олег Николаевич Стерлигов Вячеслав Анатольевич

Редактор Г.В. Казьмина
Подписано в печать	. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная.
Ризография. Печ.л. 1,1. Тираж 150 экз. Заказ №		.

Издательство Липецкого государственного технического университета. Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.

398600 Липецк, ул. Московская, 30.

17