7.4 Описание опытной установки

Установка для опытного определения коэффициента состоит из горизонтальной трубы 1 постоянного диаметра, Двух пьезометров 2 и вентиля 3, которым регулируется расход и скорость воды в трубе (рис. 7.3). Вода поступает из напорного бака 4, в котором во время опыта поддерживается постоянный напор Н.

Потерю напора на трение определяют, по разности показаний двух пьезометров, установленных в начале измеряемого участка и в конце. Расход определяют с помощью водосливного расходомера с треугольной стенкой 5. Для измерения температуры воды установлен термометр 6.

7.5 Задание для выполнения работы

1. Открыть вентиль 3, освободить трубопровод и пьезометры от пузырьков воздуха.

2. При установившемся движении снять показания наклонного пьезометра на расходомере. Одновременно снять показания пьезометров на мерной трубе.

3. Открытием вентиля 3 увеличить расход и измерения повторить в том же порядке. Провести 6–8 опытов при различных расходах.

4. Измерить температуру воды в сливном баке.

Все данные измерений и вычислений занести в отчетный лист по предлагаемой форме (табл. 7.2).

Рисунок 7.3 – Схема установки

Таблица 7.2

Замеренные величины

№ опыта	Отсчеты наклонного пьезометра расходомера	Отсчеты вертикальных пьезометров					Температура воды
		h1	h2	h3	h4	h5
	м	м	м	м	м	м	ºС

7.6 Обработка результатов опыта

1. Все данные измерений и вычислений занести в отчетный лист по предлагаемой форме (табл. 7.3, 7.4).

2. Кинематический коэффициент вязкости воды в зависимости от температуры воды найти по табл. 7.1.

3. Расход определить по тарировочной кривой:

,

где – показания наклонного пьезометра.

4. Вычислить среднюю скорость движения воды в трубе по формуле расхода:

.

5. Определить число Рейнольдса:

.

6. Опытное значение потери напора по длине трубы на измеряемом участке найти непосредственно по разности показаний пьезометров:

7. На основании опытных данных d, l, v, вычислить опытные значения коэффициента трения по формуле Дарси:

.

8. Рассчитать значения относительной шероховатости мерной трубы из формулы Никурадзе по опытному значению коэффициента , для зоны квадратичного сопротивления.

9. Вычислить значения коэффициента трения по эмпирическим формулам (табл. 7.1) для соответствующих режимов движения в мерном трубопроводе и сравнить с опытными значения .

10. Построить график изменения коэффициентов сопротивления и в зависимости от числа Рейнольдса, где по оси ординат отложить величины (100 ), а по оси абсцисс – Re.

7.7 Контрольные вопросы

1. От чего зависит потеря энергии по длине при ламинарном режиме?

2. Что такое коэффициент сопротивления по длине?

Таблица 7.2

Вычисленные величины

№ опыта	Расход Q	Средняя скорость v	Кинематический коэффициент вязкости	Опытное число Рейнольдса Re	Величина lg Re	Величина потерь энергии	Коэфф. трения опытный	Эквивалент относит. шероховатости
	м^3/с	м/с	м^2/с	б/р	б/р	м	б/р	б/р

Таблица 7.3

Вычисленные величины

Коэфф. трения, вычисл. по формуле	Расхождения	Величина		Толщина пограничного слоя	Абсолют. шероховатость	Зона сопротивления расчетная	Зона сопротивления по опытному числу и графику Никурадзе
б/р	%	б/р	б/р	мм	мм

3. Что такое механическая шероховатость труб?

4. В чем заключается различие гидравлически гладких и гидравлически шероховатых поверхностей.