Обработка результатов. В соответствии с уравнением Д

В соответствии с уравнением Д. Бернулли (11) полная удельная энергия потока вязкой жидкости в различных сечениях канала отличается на величину потерь энергии на участке между рассматриваемыми сечениями.

На установке (рис.10) участок канала переменного сечения
расположен горизонтально (z₁ = z₁ =···· z₁₀).

Рисунок10 – Схема лабораторной установки

Коэффициент α, который зависит от эпюры скоростей в сечении потока, при турбулентной режиме движения жидкости можно принять α =1.1. Таким образом, полная удельная энергия потока относительно плоскости, проходящей по оси трубы (z₁ =0), для каждого рассматриваемого сечения канала равна:

Значения полного напора в каждом последующем сечении уменьшаются на величину потерь на соответствующем участке. Поскольку вдоль канала площади сечений различны, средние скорости потока изменяются, следовательно, изменяется удельная кинетическая энергия жидкости (скоростной напор):

Н_дин=α·V²/2·g. Согласно уравнению Д. Бернулли уменьшение (или увеличение) удельной кинетической энергии приводит к увеличению (или уменьшению) удельной потенциальной энергии (статического напора): Н_ст=p/ρ·g. Таким образом, при уменьшении площади поперечного сечения вдоль канала величина Н_дин возрастает, а Н_ст уменьшается: при увеличении площади поперечного сечения увеличивается значение Н_ст и уменьшается величина Н_дин. Полный напор уменьшается вдоль канала из-за потерь энергии.

Для вычисления полного напора в каждом сечении необходимо вычислить давление p_i и среднюю скорость V_iср. Давление в i -ом сечении определяют по показаниям чашечного батарейного вакууметра при помощи зависимости:

где ρ_в =1000 кг/м³; ρ_рт =13600 кг/м³; p_атм=9,81 10⁴ н/м²;

Н=0,54м – расстояние от оси трубопровода до нуля шкалы манометра.

После подстановки указанных величин в выражение (13) формула принимает вид:

Среднюю скорость в различных сечениях канала вычисляют при помощи уравнения неразрывности:

где Q - расход жидкости через трубопровод, м³/с;

ω_i - площадь i -го сечения канала, м².

Для определения расхода замеряют показание водяного дифференциального манометра 3, подключенного и расходомерной шайбе 2:

где С - постоянная расходомерной шайбы, учитывающая отношение диаметров отверстия диафрагмы и трубы, состояние кромки диафрагмы и коэффициент расхода для данной шайбы С =0,000182. Значение h подставляют в формулу (16) в мм. вод. ст. Измерение расхода с помощью расходмерной шайбы описано в литературе [I].

Результаты вычислений записывают в протокол, после чего строят график изменения напоров (пьезометрическую и напорную линии) вдоль участка канала переменного сечения (рис.11). Из графика следует определить величину потерь энергии ∑h_пот на рассматриваемом участке.

Рисунок 11 – График изменения напоров по длине канала

Содержание отчета

1. Вычертить схему опытной установки.

2. Записать основные расчетные формулы.

3. Оформить протокол испытаний.

4. Построить опытный график изменения напоров

Дата добавления: 2015-07-20