- •3.1 Указания к выполнению лабораторных работ
- •3.2 Содержание отчета
- •Лабораторная работа №1 Методы измерения гидростатического давления
- •1. Основные положения и общие зависимости
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок проведения опытов
- •3.1 Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Определение выигрыша в силе при работе на гидравлическом прессе
- •Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание установки
- •3. Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Относительный покой жидкости
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Изучение режимов течения жидкости (опыт Рейнольдса)
- •1 .Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание экспериментальной установки и порядок проведения опыта
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы.
- •Исследование уравнения Бернулли
- •Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок выполнения работы. Обработка результатов опыта
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Определение коэффициента гидравлического сопротивления по длине трубопровода при напорном движении жидкости
- •Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Определение коэффициентов местных сопротивлений
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок проведения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Результаты измерений и вычислений
- •Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
Как меняется удельная потенциальная энергия: при сужении потока; при расширении потока?
Как ведет себя напорная линия в тех же условиях?
Изменится ли положение пьезометрической линии, если в опыте реальную жидкость заменить идеальной?
Может ли пьезометрическая линия опускаться ниже оси трубопровода, о чем это говорит?
Что характеризует расстояние по вертикали от пьезометрической линии до напорной; от пьезометрической линии до плоскости сравнения; от пьезометрической линии до центра тяжести живого сечения трубопровода?
Может ли напорная линия располагаться ниже пьезометрической? Почему?
Лабораторная работа №6 Определение коэффициента гидравлического сопротивления по длине трубопровода при напорном движении жидкости
Цель работы: Определить опытным путем коэффициент Дарси (коэффициент гидравлического сопротивления) для трубопровода при различных скоростях движения воды. Сравнить значения коэффициентов сопротивлений, полученные из опыта оп, с вычисленными по соответствующим формулам т.
1. Основные положения и зависимости
При движении жидкости в трубах происходит потеря напора на преодоление сопротивлений движению (следствие работы сил трения).
Потери напора могут быть получены из уравнения Бернулли, где hW – суммарные потери напора между выбранными сечениями, hl – потери напора по длине, hм – потери напора на местные сопротивления: hW = hl + hм.
Для горизонтального трубопровода постоянного сечения, на котором отсутствуют местные сопротивления, уравнение примет вид
. (6.1)
Из выражения следует, что можно экспериментально определять потери напора по длине потока, измерив давления Р1 и Р2.
Для вычисления потерь напора по длине при движении жидкости по трубам пользуются формулой Дарси-Вейсбаха:
, (6.2)
где – безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления трению; d – внутренний диаметр трубопровода; V – средняя скорость движения.
Коэффициент гидравлического трения в общем случае зависит от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости , т.е.
, (6.3)
здесь , где Э - эквивалентная шероховатость.
При ламинарном режиме движения жидкости (Re < 2320) зависит только от числа Re и определяется по формуле Стокса
= 64/Re (6.4)
При турбулентном режиме движения существуют три зоны, в которых законы сопротивления различны.
Первая зона называется зоной гидравлически гладких труб (или зона Блазиуса). Здесь зависит только от числа Re и определяется по формуле Блазиуса
. (6.5)
Эта формула применима для чисел Reпр1 > Re > 2320, где Reпр1- первое предельное число Рейнольдса, которое может быть определено по формуле
(6.6)
Вторая зона – зона смешанного трения. Здесь зависит как от числа Re, так и от относительной шероховатости . Для этой зоны можно пользоваться формулой Альштуля (или любой другой для данной зоны)
. (6.7)
Эта формула применима для чисел: Reпр1 < Re < Reпр2, где Reпр2 - второе предельное число Re, которое может быть определено по формуле
. (6.8)
Третья зона – зона вполне шероховатых труб, когда Re > Reпр2. Здесь зависит только от относительной шероховатости и определяется по формуле Шифринсона
(6.9)