Вводная часть

Приводимые в справочнике экспериментальные данные о коэффициентах местных сопротивлений относятся к движению жидкости с нормальным (выровненным) полем скоростей. Но в практике местные сопротивления размещены иногда настолько близко одно к другому, что поток между ними не успевает выравниваться, т.к. вихреобразования возникающие при проходе через местное сопротивление, сказывается на значительном протяжении вниз по течению.

Расстояние после местного сопротивления, в пределах которого устанавливается нормальная (выровненная) эпюра скоростей и прекращается влияние местного сопротивления на поток, называется длиной влияния местного сопротивления.

При больших числах Рейнольдса для оценки длины влияния пользуются соотношением

(1)

где – длина влияния местного сопротивления;

d – диаметр трубопровода.

В действительности длина влияния зависит как от геометрии местного сопротивления, так и от числа Рейнольдса (возрастая с его увеличением) и относительной шероховатости трубопровода, т.е.

(2)

где ζ_кв – коэффициент рассматриваемого местного сопротивления в квадратичной области.

Исследования показали, что длина влияния местного сопротивления во всей области турбулентного движения описывается зависимостями вида

(3)

где λ – коэффициент гидравлического трения трубы.

При малых числах Рейнольдса взаимное влияние местных сопротивлений проявляется слабее, длина влияния местного сопротивления имеет меньшую величину и приближенно может быть оценена по формуле

(4)

Описание опытной установки

Опытная установка (рис. 1) состоит из напорного бака 1 с водой, трубопровода 2, на котором установлены:

- шаровый кран 3 и 4;

- вентили 5, 6 и 7;

- пьезометры №9÷№14.

Мерный бак 8 служит для определения объемным методом расхода воды протекающего по трубопроводу 2. После от­крытия крана 3 вода из бака поступает в трубопровод 2. С помощью крана 4 устанавливается расход воды в трубопроводе 2.

Порядок проведения лабораторной работы

1. Открыть кран 3, с помощью крана 4 установить расход Q воды в трубе 2.

2. С помощью секундомера определить время t наполнения слоя воды с в мерном баке 8.

3. Замерить разность уровней жидкости в пьезометрах: h_9-10, h_11-12, h_12-14, h_11-14.

4. Закончив измерения, закрыть кран 4.

Таблица 1

Экспериментальные данные и обработка результатов

Величины

Ед. изм.

Номера опытов

I

II

III

Потери напора

h9-10

h11-12

h12-14

h11-14

h9-10

h11-12

h12-14

h11-14

h9-10

h11-12

h12-14

h11-14

см

Высота слоя воды в мерном баке, с

см

Время наполнения, t

с

Объем воды, V

см^3

Расход, Q = V / t

см/с

Диаметр, d

см

3,3

Площадь,

см^2

Скорость,

см/с

Коэффициент местного сопротивления

б. р.

Число Рейнольдса,

б. р.