ПОТЕРИ НАПОРА ПО ДЛИНЕ В КРУГЛОЙ ТРУБЕ




 

Цель работы:

1. Практически измерить потери напор по длине трубопровода;

2. Графически построить зависимость гидравлического коэффициента трения от числа Рейнольдса λ=f(Rе).

3. Построенный участок кривой λ=f(Rе) следует наложить на известные из литературы графики Никурадзе или Мурина и сделать выводы:

- о зоне сопротивления, которой соответствуют проведенные опыты;

- о величине относительной и эквивалентной шероховатости испытанной трубы.

Теоретическая часть

Задачей работы является экспериментальная иллюстрация формулы, определяющей связь потерь механической энергии потока жидкости по длине трубы с параметрами трубы и течения:

где hg -потери напора (полной механической энергии);

L и d - соответственно длина опытного участка трубы и ее диаметр;

υ - средняя скорость потока;

λ - гидравлический коэффициент трения.

Конечной целью работы является определение коэффициента λ,который, как известно из теории, зависит от числа Рейнольдса

Rе = υ d/ν

где ν - кинематический коэффициент вязкости и относительной шероховатости.

Относительная шероховатость

1 = ∆ / d,

где - средняя высота выступа шероховатости стенки трубы (абсолютная шероховатость).

Эквивалентная шероховатость – такая зернистость шероховатости, при котором сопротивление оказывается таким же, как и при действительной шероховатости.

По результатам измерений и их обработки должен быть построен участок графика зависимости

λ = λ (Rе∆1)

в возможно более широком диапазоне изменения чисел .

Построенный участок кривой λ = λ ( ) следует наложить на известные из литературы графики Никурадзе или Мурина и сделать заключения

- о зоне сопротивления, которой соответствуют проведенные опыты;

- о величине относительной эквивалентной шероховатости испытанной трубы.

Рис. Номограмма Мурина для определения коэффициента гидравлического трения

Рис. График Никурадзе

 

Исследования трения в трубах с искусственной шероховатостью, выполненные И.И.Никурадзе, позволили установить опытные зависимости λ от Re при различных относительных шероховатостях.

В первой зоне – области ламинарных режимов – для труб круглого сечения независимо от шероховатости значения λ зависят только от Re и определяются по формуле Пуазейля

λ=64/ Re.

Ко второй зоне относятся сопротивления относительно гладких труб и труб, в которых пограничный слой δл больше средней шероховатости. В этой зоне значения λ определяются по формуле Блазиуса.

Третья зона сопротивлений – до перехода кривых λ=f(Rе) в горизонтальные прямые – называется доквадратичной (переходной). В этой зоне на значения λ оказывает влияние не только число Re, но и относительная шероховатость Δ/r.

Четвертая зона – зона квадратичного сопротивления. В этой зоне потеря напора пропорциональна квадрату скорости, а λ зависит только от относитльной шероховатости Δ/r и не зависит от Rе.

Таблица для определения коэффициента гидравлического трения

 

 

Порядок проведения измерений

Работа выполняется на модуле М1 (рис. 3). Перепад напоров на исследуемом участке трубы L определяется путем измерений пьезометрических напоров в двух сечениях. Для этого служат пьезометры, соединенные гибкими трубками со штуцерами в исследуемых точках. Разность показаний пьезометров h1 и h2 представляет собой потерю напора по длине

hg = h1 - h2

Средняя скорость течения υ определяется по объемному расходу Q:

υ = Q /S

где S = πd2/4 - площадь поперечного сечения трубы (внутренний диаметр модуля - 16 мм). Расход измеряется с помощью ротаметров (см. рис.3), каждый из которых предназначен на определенный диапазон расходов, указанный на приборах.

Для выполнения работы необходимо:

-включить насос Н1 на панели управления,

-установить необходимый расход с помощью вентилей В2, В1 и выходного вентиля модуля ВЗ.

Наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках убедиться, что достигнут установившийся режим течения и произвести измерения:

-расхода воды по ротаметрам;

-показаний пьезометров.

Кинематический коэффициент вязкости ν определятся соответственно температуре по справочной литературе.

После выполнения всех измерений и занесения их в таблицу следует с помощью вентиля В3 изменить расход и после достижения установившегося режима повторить измерения. Для получения убедительного участка графика λ = λ ( ) следует выполнить не менее 8-10 опытов. Желательно чтобы они охватывали весь возможный (для данного стенда) диапазон расходов от Qmax до Qmin, при котором величина hg может быть еще достаточно точно измерена.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-10-21 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: