По результатам измерений выполняются следующие вычисления:
- потери напора по длине 
;
- средняя скорость потока в трубе по формуле (3);
- опытное значение коэффициента Дарси из формулы (6):
| (12) |
- число Рейнольдса
| (13) |
- расчётный коэффициент Дарси по формуле А.Д. Альтшуля (10), принимая kэ = 0,5 мм;
- абсолютная погрешность для коэффициента Дарси;
| (14) |
- относительная погрешность определения коэффициента Дарси по формуле А. Д. Альтшуля
| (15) |
Результаты измерений и вычислений сводятся в таблицу 4.
Коэффициент кинематической вязкости воды ν принимается в зависимости от температуры воды по таблице (Приложение Б).
В завершении работы следует сделать вывод о применимости формулы А.Д. Альтшуля для определения коэффициента гидравлического трения при турбулентном движении жидкости в круглой трубе.
Контрольные вопросы к лабораторной работе №3
1. Как опытным путем можно определить потери напора по длине на участке трубопровода?
2. Какую формулу используют для расчета потерь напора по длине в круглой трубе?
3. От чего в общем случае зависит коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси)?
4. Как определяется коэффициент Дарси при ламинарном движении жидкости?
5. Какие существуют области гидравлических сопротивлений при турбулентном движении жидкости?
6. Как определяется коэффициент Дарси при турбулентном движении жидкости?
7. В каком случае для определения коэффициент Дарси используют формулу Шифринсона?
8. В каком случае для определения коэффициент Дарси используют формулу Блазиуса?
9. В каком случае для определения коэффициент Дарси используют формулу Альтшуля?
Таблица 4 - Протокол проведения эксперимента и обработка экспериментальных данных
| № | Показания ротаметров | Расход воды, Q, м3/с | Показания пьезометров | Потери напора hl, м | Скорость
 , м/с
| Число Рейнольдса, Re | Коэффициент гидравлического трения | Погрешность | ||||||||
| РМ-0,16 | РМ-0,4 | РМ-1,6 | h1, м | h2, м | опытный λоп | расчётный λр | абсолютная Δλ | относительная δλ, % | ||||||||
| отметки шкалы | л/ч | отметки шкалы | л/ч | отметки шкалы | л/ч | |||||||||||
| …… | ||||||||||||||||
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ПОТЕРИ НАПОРА ПРИ ВНЕЗАПНОМ РАСШИРЕНИИ ТРУБЫ
Цель работы:
1. Экспериментальным путем определить потери напора и выявить закономерность распределения давлений в местных сопротивлениях, частным случаем которых является внезапное расширение трубы.
2. Определить коэффициент местного сопротивления, построить график зависимости коэффициента местного сопротивления от числа Рейнольдса.
Общие сведения
Основной формулой, связывающей величину потерь напора с параметрами потока и характерными размерами трубы является формула Борда
| (16) |
где 
и 
- средние скорости в сечениях до и после расширения (рисунок 6).
Используя уравнения неразрывности, эту формулу можно представить в виде
| (17) |
где ω1 и ω2 - площади живых сечений;
- коэффициент местного сопротивления при внезапном расширении.
Следует отметить, что формула (17) получена теоретическим путем, где игнорируются потери на трение, а также предполагается равномерное распределение скоростей в сечениях труб. Поэтому коэффициент 
оказывается независимым от числа Рейнольдса, а сама формула отражает лишь, так называемый, квадратичный участок кривой, где в реальных условиях влияние числа Рейнольдса отсутствует.
Экспериментальным путем определить коэффициент потерь при внезапном расширении можно по результатам измерений давлений и скоростей в двух контрольных сечениях. При таком способе учитываются не только потери на внезапное расширение, но и потери на трение на контрольном участке.
Описание экспериментальной установки
Работа выполняется на модуле №2, принципиальная схема которого показана на рисунке 6.
Рисунок 6 – Схема модуля № 2 к лабораторной работе №4