Обработка опытных данных

По результатам измерений вычисляется скорость в каждом i-ом сечении трубы Вентури по формуле

,

(3)

где Q – расход воды в трубе, м³/с;

- площадь живого сечения трубы, м²;

- диаметр трубы в i -ом сечении, м.

Для каждого сечения определяется величина скоростного напора , где α – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения скоростей по живому сечению (коэффициент Кориолиса).

Все вычисления выполняются в табличной форме (таблица 2).

По результатам измерений и произведённых вычислений выполняется построение пьезометрической и напорной линий в следующей последовательности:

- на миллиметровой бумаге вычерчивается профиль трубы Вентури;

- от оси трубы (плоскость сравнения) откладываются показания пьезометров (пьезометрические напоры ) для каждого сечения, соединив которые плавной линией получаем пьезометрическую линию Р-Р;

- от пьезометрической линии откладываются вверх скоростные напоры для каждого сечения, соединив которые плавной линией получаем напорную линию Е-Е.

Все построения выполняются в масштабе, причём, горизонтальный и вертикальный масштабы могут быть разными.

В завершении работы следует сделать вывод, в котором дать объяснение получившейся конфигурации данных графиков с точки зрения изменения энергии и перехода потенциальной в кинетическую и наоборот.

Контрольные вопросы к лабораторной работе №1

1. Какова связь между расходом и средней скоростью при установившемся движении жидкости?

2. Для чего служит труба Вентури?

3. Что такое пьезометр?

4. Что измеряют ротаметрами?

5. В чем заключается геометрический смысл уравнения Бернулли?

6. В чем заключается энергетический смысл уравнения Бернулли?

7. Что такое гидравлический уклон?

8. Что такое пьезометрический уклон?

9. Может ли пьезометрическая линия располагаться выше напорной?

10. Из чего складывается полный напор?

11. Чем обусловлено изменение полной удельной энергии (полного напора) при движении жидкости?

12. Что характеризует коэффициент Кориолиса в уравнении Бернулли?

Таблица 1 - Протокол проведения эксперимента

Таблица 2 - Обработка экспериментальных данных

№ п/п	Q, м3/с	d, м	ω, м2	V, м/с	, м	h, м
Сечение 1
Сечение 2
…….
Сечение 11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

РЕЖИМЫДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Цель работы:

1. Экспериментальное установление ламинарного и турбулентного режимов движения воды в трубе и визуальное наблюдение структуры течения.

2. Определение числа Рейнольдса для каждого режима.

Общие сведения

Существует два режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме жидкость движется слоями, а при турбулентном движении наблюдается беспорядочное перемешивание частиц жидкости.

Режим движения жидкости характеризуется числом Рейнольдса Re, которое для напорного движения в круглых трубах определяется по формуле

,

(4)

где V – средняя в сечении скорость движения, м/с;

d - диаметр трубы, м;

ν – кинематический коэффициент вязкости жидкости, м²/с.

Если число Рейнольдса больше некоторого критического значения (Re > Re_кр), то поток движется при турбулентном режиме, при числах Рейнольдса Re < Re_кр устанавливается ламинарный режим. Для круглых напорных труб критическое число Рейнольдса принимается равным Re_кр = 2320.

Критическое число Рейнольдса (иногда его называют «нижним критическим») определяет границу устойчивого ламинарного течения, т.е. при для данных условий гарантировано устанавливается устойчивый ламинарный режим. При ламинарное течение может существовать при отсутствии внешних возмущений, но является неустойчивым, т.е. спонтанно переходит в турбулентный режим даже при малых внешних возмущениях. Кроме того, существует переходный диапазон чисел Рейнольдса, больших критического, но близких к нему, в пределах которого течение является нестационарным, возникает перемежаемость, т.е. самопроизвольный переход от ламинарного режима к турбулентному и наоборот.