Исследование характеристик трубопроводов и потерь напора при различных режимах течения

МИНОБРНАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»

(ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова»)

Строительный факультет

Лабораторная работа

МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА

Работу выполнила:

студент

Работу проверил:

Лабораторная работа №3

Исследование характеристик трубопроводов и потерь напора при различных режимах течения

Цель работы: Экспериментальное определение потерь напора по длине простого трубопровода, построение его напорной характеристики, получение экспериментального значения коэффициентов гидравлического сопротивления и трения, сравнение полученных значений с расчетными при ламинарном и турбулентном режимах течения.

Порядок выполнения работы:

1. Убедиться в том, что краны КР1, КР2 открыты.
2. Приоткрыть задвижки З1, З2, З3, З4, З6, З7, З9, полностью закрыть задвижки З5, З10 и краны КР3, КР4, КР6, КР8, КР9.
3. Краны КР5 и КР7 полностью открыть.
4. Включить питание системы управления.
5. Включить питание насоса Н1переключением соответствующего тумблера на блоке управления.
6. Дождаться заполнения накопительного бака, вплоть до возникновения перелива через переливной трубопровод. Полностью закрыть задвижки З1,З2, З6, З7, З9.
7. Откручивая рукоятку задвижки З1, установить уровень жидкости в пьезометре №1 в соответствии с табл. 3.2.
8. Записать в табл. 3.2 показания пьезометра №2 для трубопровода Т1.
9. Для измерения расхода рабочей жидкости повернуть переключатель на контрольно-измерительном блоке в положение «Время наполнения емкости ЕМ1» или «Секундомер с ручным управлением».
10. Нажать на кнопку «Сброс параметров».
11. Закрыть кран КР7.
12. Измерить время Δt заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость EM1, в соответствии с выбранным режимом. Записать значения в табл. 3.2.
13. Открыть кран КР7.
14. Повторяя работы по п. 7-13, выполнить замеры для всех значений Hm.
15. Закрыть задвижку З1.
16. Откручивая рукоятку задвижки З2, установить уровень жидкости в пьезометре №3(НПЗ) в соответствии с табл. 3.3.
17. Записать в табл. 3.3 показания пьезометра №4 (НП4) для трубопровода Т2.
18. Закрыть кран КР7.
19. Нажать кнопку «Сброс параметров».
20. Измерить время Δt заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость ЕМ1, в соответствии с выбранным режимом. Записать значения в табл. 3.3.
21. Открыть кран КР7.
22. Отворачивая рукоятку задвижки З2, установить следующую величину пьезометрического напора в сечении 3.
23. Повторяя работы по п. 17-22, выполнить замеры для всех значений НПЗ.
24. Закрыть задвижку З2.
25. Выключить питание системы управления.
26. Выключить питание насоса Н1.
27. Рассчитать величину подачи Q = V/Δt насоса и записать значения из таблицы 3.2 и 3.3.
28. Рассчитать потери напора по длине трубопровода. Учитывая, что расход жидкости при каждом измерении постоянен ( т.е. скоростной напор по длине трубопровода неизменен) потери полного напора

ΔH12= H1-H2 = HП1+[pic 1][pic 2] – HП2 -[pic 3][pic 4] = HП1 – HП2 = Δh,

Следовательно

Δh = HП1 –HП2 (Δh = HПЗ –HП4)

Для всех значений подач.

1. Рассчитать:

Среднюю скорость жидкости Vср =[pic 5][pic 6];

Величину скоростного напора [pic 7][pic 8];

Критерий Рейнольдса Re = [pic 9][pic 10];

(для воды кинематическая вязкость – v =10-6 m2/с-1 мм2/с).

Определить течение жидкости в трубопроводе.

1. Из формулы Дарси-Вейсбаха (Δh = ζ[pic 11][pic 12] , ζ =[pic 13][pic 14] ) выразить и найти экспериментальную величину коэффициента сопротивления трубопровода ζЭ и коэффициент гидравлического трения λЭ:

[pic 15][pic 16]   = [pic 17][pic 18]                     

λЭ =[pic 19][pic 20]

1. Рассчитать теоретическую величину коэффициента гидравлического трения в предположении турбулентного течения –λТ, например, по формуле Альтшуля:

λТ = 0,11 ([pic 21][pic 22] + [pic 23][pic 24]) ([pic 25][pic 26] + [pic 27][pic 28])0,25