Вопросы для самопроверки.

1. От каких параметров зависит коэффициент местного сопротивления?

2. Дать схемы основных видов местных сопротивлений.

3. Написать формулу для определения местных потерь напора.

4. Чем вызваны местные потери?

Лабораторная работа №4. Уравнение Бернулли

Цель работы: определить составляющие полного удельного напора потока в расчетных сечениях трубопровода переменного сечения, графически отобразить распределение пьезометрического, скоростного и полного напоров по длине трубопровода. Указать потери напора по длине и на местных сопротивлениях.

Необходимые сведения.

Уравнение Бернулли выражает закон сохранения энергии (записанное в энергиях) или баланс напоров для двух сечений трубопровода с учетом потерь (записанное в напорах).

Для двух сечений потока жидкости уравнение Бернулли в энергиях имеет вид:

(4.1)

где

z₁g— удельная потенциальная энергия положения центра тяжести сечения;

P/ρ - удельная потенциальная энергия давления;

αV²/2 - удельная кинетическая энергия;

E=zg+p/ρ +αV²/2 - полная удельная энергия;

Р - гидродинамическое давление;

V - средняя скорость по сечению ;

α_{1, 2} - коэффициенты кинетической энергии, учитывающие неравномерность распределения истинных скоростей по сечениям потока (коэффициенты Кориолиса);

Величины в энергиях называются удельными т.к. отнесены к единице массы жидкости.

Уравнение Бернулли в напорах имеет вид:

(4.2)

z₁ — удельный геометрический напор или геометрическая высота ;

P/ρg – удельный пьезометрический напор , пьезометрическая высота;

αV²/2g - удельный скоростной напор;

hw — суммарные потери напора на участке между рассматриваемыми сечениями;

z + P/ρg - удельный гидростатический напор;

z +P/ρg + αV²/2g - полный гидродинамический напор в сечении трубопровода.

Величины в напорах называются удельными т.к. отнесены к единице веса жидкости.

Схема установки

Пьезометры

Пьезометрическая линия

D = 0.021 м.

d = 0,01 м.

z = 0,1 м.

Рис. Схема опытной установки « Уравнение Бернулли ».

1 – Бак с водой.

2 – Центробежный насос.

3 – Вентиль.

4 – Ротаметр (Q ) ( расходомер ).

5 – Трубопровод переменного сечения.

Методика выполнения работы.

Включаем насос и, открывая вентиль, устанавливаем необходимый расход воды в системе. Записываем показания всех пьезометров в таблицу протокола опыта. Зарисовываем схему установки с указанием всех геометрических размеров.

Обработка результатов измерений.

В учебных целях коэффициент Кориолиса α при турбулентном течении потока принимают равным единице т.к. при проведении опыта поток жидкости – турбулентный . Так как при установившемся движении потока уравнение неразрывности имеет следующий вид:

(4.3)

где , то , отсюда

.

Диаметры трубопровода переменного сечения задаются преподавателем. Потери h_w на трение по длине и в местном сопротивлении вычисляют по уравнению Бернулли.

Расход Q м^3/c*10^-4	vср шир м/с	vср узк м/с	Показания пьезометров
			hp1(м)	hp2(м)	hp3(м)	hp4(м)	hp5(м)	hp6(м)	hp7(м)	hp8(м)	hp9(м)