Контрольные вопросы

1. Уравнение Бернулли при расчете потерь на прямолинейных участках трубопровода.

2. Гидравлически гладкие трубы, область влияния вязкости и шероховатости, гидравлически шероховатые трубы.

3. Зависимость коэффициента гидравлического трения от числа Рейнольдса при ламинарном и турбулентном режимах.

Список основных источников: [1, с.48-50, 72-73, 82-91; 2, с.71-72, 80-84; 3, с.103-107].

Часть III. Определение коэффициента местного гидравлического сопротивления

Цель работы – экспериментально определить коэффициент местных гидравлических сопротивлений и сравнить полученные результаты с приведенными в справочной литературе.

Теоретическая часть. Любое изменение сечения потока или направления движения является местным сопротивлением. В местном сопротивлении нарушается равномерное движение жидкости, ее скорость изменяется по величине и направлению. Местным сопротивлением является вход жидкости в трубу, резкое расширение и сужение трубопровода, диффузор, конфузор, повороты, вентили, клапаны и т.д.

Вейсбах предложил вычислять потери напора в местных сопротивлениях по формуле

, (2.24)

где _м.с.- коэффициент местного сопротивления.

В квадратичной области сопротивления _м.с. зависит только от геометрической формы участка трубопровода, т.е. от вида местного сопротивления, а в доквадратичной области сопротивления или в случае ламинарного режима движения жидкости в трубах – от числа Рейнольдса и вида местного сопротивления. Экспериментальные значения _м.с. приводятся в справочной литературе.

Описание установки

Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений определяют на основе измерения для первого и второго опытов в 1 части работы:

1 – сужение трубопровода, d₁-d₂ , пьезометры 1-2;

2 – внезапное расширение, d₂-d₃ , пьезометры 4-5;

3 – резкое сужение, d₃-d₂ , пьезометры 6-7;

4 – диффузор, d₂-d₃ , пьезометры 8-9;

5 – конфузор, d₃-d₂ , пьезометры 10-11;

6 – расширение трубы, d₂-d₁ , пьезометры 12-13;

7 – резкий поворот, d₁-d₁ , пьезометры 14-15;

8 – плавный поворот, d₁-d₁ , пьезометры 15-16;

9 – фланцевое соединение, d₁-d₁ , пьезометры 16-17, причем d₁ = 0,033 м; d₂ = 0,028 м ; d₃ = 0,070 м.

Обработка результатов эксперимента

1. Определить потери напора для участков местных сопротивлений с 1 по 10, используя показания пьезометров 1-2, 4-5, 6-7, 8-9, 10-11, 12-13, 14-15, 15-16, 16-17 из табл.2.3 и 2.4 для первого и второго опытов.

Потери напора определяются из уравнения Бернулли (2.13)

,

где z + – пьезометрические напоры до рассматриваемого местного сопротивления и после него соответственно.

2. Рассчитать коэффициенты местных сопротивлений по формуле Дарси-Вейсбаха (2.18)

,

где – скоростной напор, соответствующий средней скорости за рассматриваемым местным сопротивлением.

3. Справочные величины и расчетные результаты заносят в табл.2.6.

Таблица 2.6

Местные сопротивления	Опыт	1	2	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	,м	,м	hм.с, м	оп
1. Сужение трубы d1-d2	1
	2
2. Внезапное расширение d2-d3	1
	2
3. Резкое сужение d3-d2	1
	2
4. Диффузор d2-d3	1
	2
5. Конфузор d3-d2	1
	2
6. Расширение d2-d1	1
	2
7. Резкий поворот d1-d1	1
	2
8. Плавный поворот d1-d1	1
	2
9. Фланец d1-d1	1
	2

Примечание. В табл.2.6 – скоростной напор, вычисленный по средней скорости до рассматриваемого местного сопротивления; – скоростной напор, средней скорости после соответствующего рассматриваемого местного сопротивления.