- •1. ЦелЬ работы
- •2. Общие сведения
- •Внезапное расширение.
- •Внезапное сужение.
- •Внезапный поворот трубы.
- •Угольник
- •3. Содержание лабораторной работы
- •Устройство и принцип действия учебной установки
- •5. Охрана труда при выполнении лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •7. Обработка опытных данных
- •8. Содержание отчёта по лабораторной работе
- •9. Контрольные вопросы
- •Список литературы
Внезапное расширение.
Для внезапного расширения трубопровода местная потеря напора при больших числах Рейнольдса выражается формулой Борда-Карно
или
,
где – коэффициент сопротивления внезапного расширения
; (5)
– средние скорости в узком (входном) и широком (выходном) сечениях потока;
- площади этих сечений.
Если площадь весьма велика, по сравнению с площадью и скорость можно считать равной нулю, то потери напора на расширение
,
т.е. в этом случае теряется весь скоростной напор (вся кинетическая энергия, которой обладает жидкость); коэффициент потерь . Такому случаю соответствует выход жидкости из трубопровода в резервуар больших размеров.
Внезапное сужение.
При внезапном сужении трубопровода, местная потеря напора
,
где – коэффициент сопротивления внезапного сужения
(6)
Из формулы следует, что в частном случае, когда , т.е. при входе жидкости из резервуара достаточно больших размеров в трубу и при отсутствии закругления входного угла, коэффициент потерь
Внезапный поворот трубы.
В случае внезапного поворота трубы (колено без закругления) потеря напора
,
где – коэффициент сопротивления колена.
Для колена круглого сечения изменяется с изменением угла по параболическому закону.
Коэффициент может быть определен из таблицы 1.
Таблица 1
Зависимость коэффициента сопротивления резкого
поворота круглой или квадратной трубы от угла
, градусы |
|
, градусы |
|
0 |
0 |
90 |
1,190 |
30 |
0,155 |
110 |
1,860 |
45 |
0,318 |
130 |
2,600 |
60 |
0,555 |
150 |
3,200 |
75 |
0,806 |
180 |
3,600 |
Угольник
Угольник представляет собой разновидность плавного поворота. Он отличается от плавного поворота трубы (отвода) соотношением размеров: при одном и том же внутреннем диаметре трубы радиус кривизны R, длина и высота L у угольника меньше, чем у отвода, а, следовательно, коэффициент сопротивления угольника больше, чем отвода.
Коэффициент зависит от угла поворота и при может быть определен по таблице 2.
Таблица 2
Значения коэффициента при
d |
L |
|
d |
L |
|
мм |
мм |
||||
12,7 |
30 |
2,19 |
38,1 |
55 |
1,60 |
25,4 |
40 |
1,98 |
50,8 |
65 |
1,07 |
3. Содержание лабораторной работы
Экспериментальным путём получить потерянный напор на местных сопротивлениях для потока жидкости в трубе с местными сопротивлениями, расположенной горизонтально. Труба между местными сопротивлениями имеет контрольные сечения, к которым подключены пьезометры. Нумеруются сечения по ходу движения жидкости i =1,2,…6. Совместив плоскость сравнения с продольной осью трубы, принимаем . Расход жидкости в трубе . Режим течения – турбулентный, .
В ходе эксперимента величины измеряются пьезометрами, скоростные напоры вычисляются по результатам косвенного измерения расхода в трубе, а потери полного напора на местных сопротивлениях оцениваются разностью между полными напорами в контрольном сечении перед местным сопротивлением и полным напором в контрольном сечении после местного сопротивления. По полученным данным определяются коэффициенты местных сопротивлений для трех расходов воды и рассчитываются средние значения коэффициентов местных сопротивлений