Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка представляет собой участок напорного трубопровода переменного сечения (рис. 5.1), который присоединен к напорному баку (на рисунке не показан). Вода из напорной трубы поступает в мерный бак. Расход контролируется с помощью крана.
Для измерения давления в характерных сечениях трубы установлены статистические пьезометры (1-9).
Рис. 5.1. Установка для демонстрации уравнения Бернулли
3. Порядок выполнения работы. Обработка результатов опыта
Через трубопровод пропускается постоянный расход воды, который измеряется объемным способом Q=W/, где W - объем воды за время . По показаниям пьезометров 1-9 определяется гидростатический напор (потенциальная удельная энергия Z + Р/(g). По полученным значениям Z + Р/(g) строится пьезометрическая линия. Для построения напорной линии необходимо рассчитать значение удельной кинетической энергии (скоростного напора) в рассматриваемых сечениях потока. Скоростной напор V2/(2g) вычисляется по средней скорости V = Q/, где - площадь рассматриваемого сечения с учетом = 1. Откладывая значения скоростного напора от гидростатического напора вверх, получим линию полной удельной энергии потока (напорную линию).
Полученный график (рис. 5.1) называется диаграммой уравнения Бернулли, которая показывает характер изменения потенциальной и полной удельной энергий потока при переходе от одного сечения к другому.
Данные опыта и результаты расчетов занести в табл.5.1.
Таблица 5.1
№ сече-ний |
Диа-метр |
Пло-щадь |
Объем воды |
Вре-мя |
Гидроста-тический напор |
Расход |
Ско-рость |
Скоро-стной напор |
Полн. уд. энерг. |
|
d |
|
W |
|
Z + P/(g) |
Q |
V |
V2/2g |
e |
|
см |
см2 |
см3 |
сек |
см |
см3/сек |
см/сек |
см |
см |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По результатам таблицы 5.1 в масштабе на миллиметровой бумаге строится пьезометрическая (Р-Р) и напорная (Н-Н) линии (рис. 5.1).