Лабораторная работа № 2 Потери напора по длине в круглой трубе

1. Цель и содержание работы

Цель работы заключается в исследовании зависимости гидравлического коэффициента трения от числа Рейнольдса турбулентном режиме и построения графика ( ).

Формулой, определяющей связь потерь напора по длине с параметрами трубы и потока жидкости, является формула Дарси:

,

где – потери напора по длине;

– гидравлический коэффициент трения (коэффициент Дарси);

– длина опытного участка трубопровода;

– внутренний диаметр трубы;

– средняя скорость потока;

– ускорение свободного падения.

В общем случае зависит от числа Рейнольдса и относительной эквивалентной шероховатости трубы:

.

В гидравлических гладких трубах, что имеет место в данном трубопроводе, зависит от числа Рейнольдса

,

где – средняя скорость потока;

– внутренняя диаметр трубы;

– кинематический коэффициент вязкости;

2. Порядок проведения работы

Работа выполняется на модуле М1. Структурная схема представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Потери напора по длине в круглой трубе

Потери напора на исследуемом участке длиной 0,5 м определяются разностью показаний пьезометров, подсоединённых к соответствующим сечениям:

,

где – потери напора;

– пьезометрические напоры в соответствующих сечениях;

Для выполнения работы необходимо:

• Включить насос Н1 на панели управления и установить необходимый наибольший расход с помощью вентилей В1 и В2 и выходного вентиля В3, убедиться, что вентиль В10 открыт, а остальные вентили закрыты;

• Наблюдая за уровнями воды в пьезометрах убедиться, что достигнуто установившееся течение, снять показания ротаметров и пьезометров;

• Данные измерений занести в протокол работы с таблицы 1.

• Выполнить 8-10 опытов при различных расходах в диапазоне от до

3. Обработка опытных данных

• по показаниям ротаметров РТ1 и РТ2 определить расходы и суммарный расход:

, см³/с

• определить среднюю скорость течения воды:

, см/с,

где – внутренний диаметр трубы, мм.

• Определить потери напора

, см.

• Определить опытное значение из формулы Дарси:

,

где – длина исследуемого участка трубы, = 0,5 м.

• Определить число Рейнольдса:

,

где – кинематический коэффициент вязкости воды, определяемый по графику (рис. 6).

• Результаты всех измерений и вычислений свести в протокол работы.

• Построить в выбранном масштабе график зависимости и дать заключение о зонах гидравлического сопротивления.

• Подсчитать теоретическое значение коэффициента :

- для гладкостенной зоны гидравлического сопротивления по формуле Блазиуса:

,

- для переходной зоны по формуле Альтшуля:

• Определить относительную погрешность:

4. Протокол работы

Таблица 2

№ п/п	Расход , см^3/с	Показания пьезометров		Потери напора ,	Скорость , см/с	Гидрав- лический коэффици- ент трения	Число Рейнольдса
		, см	, см	см/с

Таблица 3

№ замера

Показания ротаметров

Расход воды

Средняя скорость потока

Показания пьезометров

Потери напора

Коэфф. гидравлического трения

Температура воды

Вязкость воды

Число Рейнольдса

Зона турбулентного сопротивл.

Коэфф. гидравлическ. трения

Погрешность определения коэффициента трения

РТ1

РТ2

Q

V

h1

h2

he

λo

t

ν

Re

λ

δ

ед. изм.

л/ч

л/ч

см^3/с

см/с

см

см

см

°С

см^2/с

1

2

3

4

5