2. Описание установки
Установка
для демонстрации уравнения Бернулли
(рис. 5) состоит из напорного бака А,
наклонной трубы переменного сечения Б
и мерного бака В
со сливным отсеком Г.
Труба Б
сделана из стекла и состоит из трех
характерных сечений, в каждом из которых
установлена пьезометрическая трубка
и трубка Пито для измерения пьезометрического
и полного напора. Трубка Пито представляет
собой изогнутую трубку, помещенную
изогнутым концом против течения. Набегая
на отверстие трубки Пито, жидкость
поднимается в ней выше, чем в пьезометре
на величину скоростного напора
Здесьu
– местная скорость в той точке сечения
потока, в которой расположено входное
отверстие трубки Пито.
В напорный бак А вода подводится через вентиль К1. Вентиль К2 служит для регулирования уровня и предотвращения переполнения бака А водой. С помощью вентиля К3 устанавливается расход воды в трубе Б. Для поддержания установившегося режима в установке уровень воды в напорном баке А должен поддерживаться постоянным при помощи вентилей К1 и К2.
Диаметры сечений: d1=4,4 10–2 м; d2=2,65 10–2 м; d3=1,55 10–2 м.
|
Рис. 5 |
3. Порядок выполнения работы.
1. Открывается вентиль К1 и напорный бак А наполняется водой (рис.5).
2. По отсчетам уровней воды в пьезометрических трубках в состоянии покоя убедиться в том, что по всем трем шкалам отсчет напора начинается от одной и той же плоскости сравнения, т.е. отсчет по всем трубкам одинаков.
3. Открываются вентили К2 и К3 и в трубе Б достигается установившееся движение воды. Об этом будет свидетельствовать постоянство уровня воды в любой трубке. Гибкий шланг находится на стороне сливного отсека Г.
4.
Отсчитываются показания пьезометрических
трубок
и трубок Пито
для всех трех сечений трубы.
5. Закрывается вентиль К4, перекидной гибкий шланг перебрасывается в мерный бак В и одновременно включается секундомер. Как только мерный бак наполнится до желаемого уровня, секундомер выключается.
6. Закрывается вентиль К1 и открывается вентиль К4.
7. Местная скорость в точках расположения отверстий трубок Пито определяется исходя из величины измеренного скоростного напора струйки
(6)
где hcki есть разность показаний трубки Пито и пьезометра.
8. Объемный расход воды вычисляется по формуле
Q=
(7)
где W – объем протекшей воды за время t.
9. Вычисляются средние скорости потока в сечениях, где установлены измерительные трубки:
i=
1,2,3, (8)
где i – площадь живого сечения.
10. По величине средней скорости вычисляется скоростной напор в каждом характерном сечении потока
(9)
Коэффициент i принять равным 1,1.
11. Определяется полный напор в сечениях потока
,
i=1,
2, 3, (10)
причем,
величины
– это показания соответствующих
пьезометров,
– соответствующие скоростные напоры,
вычисленные по (9).
Потерянный напор на участках между сечениями вычисляется как разность полных напоров
h1-2=Hd1–Hd2; h2-3=Hd2–Hd3; h1-3=Hd1–Hd3 (11)
По опытным данным построить диаграмму Бернулли (см.рис. 4) в масштабе, учитывая, что z1= 0,23 м, z2= 0,125 м, z3= 0.
Результаты измеренных и вычисленных величин занести в таблицу 4.
Таблица 4
|
№ сечения
|
z+P/+u2/2g |
z+P/ |
W |
t |
Q |
V |
Hd |
h1-2; h1-3 |
Нс |
hck |
u |
|
|
см |
см |
м3 |
с |
м3/с |
м/с |
м |
м |
м |
м |
м/с |
|
1 2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|