Цель, методика и обработка результатов эксперимента. Целью эксперимента является: построение зависимости потерь напора на трение в трубе от расхода; построение расчетной и экспериментальной зависимостей

Целью эксперимента является: построение зависимости потерь напора на трение в трубе от расхода; построение расчетной и экспериментальной зависимостей коэффициента Дарси от числа Re, а также определение коэффициента местных потерь ζ для местного сопротивления.

Лабораторная установка представляет собой технически гладкую трубу определенной длины и диаметра, подсоединенную к водопроводу (рисунок 8). Труба оканчивается местным гидравлическим сопротивлением – гидродросселем (жиклером) Ж.

Сразу за краном Р, с помощью которого регулируется расход воды Q, в точке измерения напора (давления) в начальном сечении испытуемого трубопровода установлено два прибора: пьезометр, измеряющий напор Н₁ при малых значениях расхода, и манометр М. Манометр измеряет величину давления р₁ и используется тогда, когда контролируемая величина Н₁ выходит за пределы измерения пьезометра (приблизительно 2 метра). На расстоянии l от точки измерения начального напора перед местным сопротивлением установлен пьезометр, измеряющий величину Н₂. На выходе из трубы установлен мерный бак для измерения величины расхода воды Q.

При выполнении лабораторной работы на мониторе в окне «открытие крана» установите расход в трубе. Рекомендуется при трех начальных опытах величину А (степень открытия крана) задавать 0,1; 0,2; 0,3. Далее по выбору, исходя из числа опытов.

Рисунок 8 – Схема лабораторной установки

Замерьте расход и зафиксируйте показания пьезометров Н₁ и Н₂. Подробнее об используемом методе выбора и измерения величины расхода смотрите «Общие указания …» (стр. 3).

Когда при увеличении расхода значения Н₁ превысят пределы измерения пьезометра, на экране монитора появится окно «переключить кран К₁ на манометр». Щелкните левой кнопкой мыши в этом окне. Появится показание манометра р₁ . С этого момента в соответствующих графах протокола фиксируйте значения р₁ и Н₂.

Обработка результатов эксперимента заключается в расчете следующих величин:

- расхода Q = W/t;

- потерь напора на трение по длине h_тр= Н₁ – Н₂ или h_тр= р₁/ρg – H₂;

- средней скорости воды в трубе V = Q/S, где S – площадь сечения трубы;

- числа Рейнольдса Re = Vd/ν;

- коэффициента сопротивления на трение по длине (коэффициент Дарси), полученного расчетным путем по формулам: для турбулентного режима течения ; для ламинарного режима течения;

- опытного значения коэффициента λ_оп

λ_оп = ;

- коэффициента местного сопротивления ζ = 2gН₂/V².