Обработка результатов опыта

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

МЕСТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

I. Цель работы

Определение значений коэффициентов местных сопротивлений. При протекании жидкости через клапаны, краны, задвижки и другие устройства происходит изменение скорости по величине и направлению. Изменение скорости по величине или направлению приводит к вихреобразованию и местным потерям энергии. Величина потери напора в местном сопротивлении при турбулентном течении зависит в основном от формы местного сопротивления и определяется по формуле:

ξ_м – коэффициент местного сопротивления, определяемый экспе­риментально.

Виды местных сопротивлений могут быть самыми разнообразными. В большинстве случаев коэффициенты местных сопротивлений определяют опытным путем. В данной лабораторной работе необходимо экспериментально определить коэффициенты местных сопротивлений для плавного поворота колена, муфтового поворота и вентиля. Для внезапного расширения и сужения трубопровода следует также опытным путем определить коэффициенты местных сопротивлений и сопоставить их со значениями, которые рекомендуют справочники [3,4].

Описание опытной установки

Установка для проведения опыта (рис.19) состоит из центробежного насоса 7, при помощи которого осуществляется циркуляция воды в трубопроводе, задвижка 8 для регулирования расхода, расходомерного сопла 6 и местных сопротивлений: внезапного расширения 1, внезапного сужения 2, плавного поворота 3, муфтового поворота 4 и вентиля (крана) 5. Диаметры трубопроводов на входе во внезапное расширение d=0,05м и не выходе из него D =0,1м. Эти размеры характеризуют внезапное сужение трубопровода.

Местные сопротивления смонтированы на достаточно больших расстояниях друг от друга, исключающих их взаимное влияние. Для определения расхода воды через трубопровод и потерь напора на местных сопротивлениях к расходомерному соплу и всем сопротивлениям подсоединены дифференциальные водяные манометры.

Рисунок19 – Схема опытной установки

3. Порядок проведения работы.

После включения насоса 7 открытием задвижки 8 необходимо обеспечить требуемый расход жидкости через трубопровод. При установившемся режиме движения жидкости в трубопроводе следует снять показания всех дифференциальных манометров и занести их в протокол испытаний. После снятия показаний изменением открытия задвижки 8 установить следующий режим и выполнить замеры. Замеры провести для трех режимов работы.

Обработка результатов опыта

Для определения величины коэффициента потерь при внезапном расширении потока следует воспользоваться уравнением Д.Бернулли (11), приняв при этом

Для турбулентного движения принимаем α₁= α₂=1,1; так как трубопровод установлен горизонтально, то z₁=z₂. Следовательно:

Разность динамических напоров можно представить при помощи уравнения неразрывности в виде:

где

Q -расход жидкости через трубопровод, м³/с;

ω -площадь поперечного сечения трубопроводе диаметром d, м².

Расход определяют при помощи расходомерного сопла:

где C – постоянная сопла; для данного сопла С =0,000114;

h – показание манометра, подсоединенного к расходомерному соплу (подставляют в формулу (33) в мм вод. ст.).

Разность статических напоров

так как p₁<p_2.