9.4 Описание установки

Водомер Вентури 2 установлен между фланцами трубопровода, питаемого водой из напорного бака (рис. 9.4). Для регулирования расхода воды в трубопроводе установлен кран 6. Измерение перепада давления производится пьезометрами 3, 4, 5. Действительный расход воды определяется по расходомеру треугольного водослива 7.

Рисунок 9.4 – Схема установки

9.5 Задание для выполнения работы

1. Проверить установку и обеспечить постоянство напора при полном открытии крана 6 (рис. 9.4).

2. При установившемся движении с минимальным расходом снять показания пьезометров.

3. Одновременно измерить расход воды по треугольному водосливу.

4. Расход постепенно увеличить и все замеры повторить 8–10 раз.

Все измерения, сделанные в процессе опытов занести в соответствующие графы отчета (табл. 9.1).

Таблица 9.1

Замеренные величины

№ опытов	Показания наклонного пьезометра треугольного водослива	Отсчеты по пьезометрам
		h1	h2	h3
	м	м	м	м

9.6 Обработка опытных данных

1. Вычислить перепады давления между первым и вторым сечениями .

2. Определить теоретический расход:

3. Рассчитать действительный расход по тарировочному графику треугольного водослива:

,

где – показания наклонного пьезометра треугольного водомера.

4. Вычислить коэффициент расхода трубы Вентури:

.

5. Найти постоянную водомера:

где – среднее значение ветчин, вычисленных в пункте 4.

6. Построить тарировочный график трубы Вентури:

.

7. По расходу определить скорость в сечении III:

.

8. Определить разность напоров в I и III сечениях, как потерю напора в водомере .

9. Рассчитать коэффициент сопротивления водомера.

Все результаты вычислений занести в соответствующие графы отчета (табл. 9.2).

Таблица 9.2

Вычисленные величины

№ п.п.	Действительный расход Qд	Теоретический расход Qд	Перепад давления	Коэффициент расхода	Постоянная водомера С	Потеря давления в водомере	Скорость	Коэффициент сопротивления водомера
	м^3/с	м^3/с	м	б/р	б/р	м	м	б/р

9.7 Контрольные вопросы

1. Перечислить приборы для измерения расхода. В чем их преимущества и недостатки?

2. Для чего необходимо измерять расход?

3. С какой целью определяется коэффициент расхода?

Лабораторнаяработа 10. Определение коэффициента сжатия, расхода, скорости и сопротивления для малого отверстия в тонкой стенке

10.1 Цель работы

Определить опытным путем коэффициент сжатия струи , коэффициент расхода , коэффициент скорости и коэффициент сопротивления . Пронаблюдать явление инверсии струи при истечении жидкости из отверстий различной формы.

10.2 Задачи работы

• определить действительный расход воды через малое отвертие в тонкой стенке;

• определить теоретический расход воды;

• найти коэффициент расхода;

• найти коэффициент сжатия струи;

• определить значение коэффициента сопротивления отверстия ;

• значения коэффициентов, , , и полученные из опыта, сравнить с табличными данными.

10.3 Краткие теоретические сведения

Струя жидкости при вытекании из отверстия в тонкой стенке меняет свою форму, причем на некотором расстоянии от отверстия живое сечение струи f_с меньше площади отверстия f.

Сечение f_c называется сжатым, а отношение площади сжатого сечения струи f_c к площади отверстия f называется коэффициентом сжатия струи .

Сжатие струи объясняется влиянием боковых струй, подходящих к отверстию под некоторыми углами по отношению к оси струи.

Сжатие струи и потери энергии на вход в отверстие уменьшают расход жидкости. Отношение действительного расхода жидкости к теоретическому называется коэффициентом расхода:

.

Отношение действительной скорости истечения к теоретической называется коэффициентом скорости.

Коэффициент скорости может быть определен двумя способами. Первый из них требует замера площади сжатого сечения и расхода, протекающего через отверстие:

.

Второй способ основан на измерении траектории вытекающей, струи за сжатым сечением.

При помощи прибора (рис. 10.1) на расcтоянии x от сечения I–I до сечения II–II измеряется разность у, равная высоте расположения центров тяжести этих сечений.

По закону свободного падения будем иметь:

; .

где t – время движения частицы; g – ускорение силы тяжести.

Из этих уравнений получаем:

.

Подставляя это значение в формулу для определения коэффициента скорости, получим:

Рисунок 10.1 – Схема истечения

Измерив координаты x и y струи, получим возможность вычислить . Установлено, что при истечении жидкости из отверстия в тонкой стенке среднее значение коэффициента скорости равно 0,97.

Приняв для сжатого сечения струи , имеем:

.

Откуда коэффициент сопротивления определим по формуле:

.

Все перечисленные коэффициенты не есть вполне постоянные 83еличиины, а изменяются от величины напора , от величины и формы отверстия, от числа Рейнольдса и других факторов, влияющих на истечение.