Порядок выполнения работы. Потери напора в трубе определяются при равномерном установившемся течении жидкости на участках ℓ1 и ℓ2 между сечениями (рис

Потери напора в трубе определяются при равномерном установившемся течении жидкости на участках ℓ₁ и ℓ₂ между сечениями (рис. 6), в которых установлены пъезометры 1 – 2 и 3 – 4. Пъезометры располагаются на щите, имеющим шкалу отсчёта. За начало отсчёта принимается ось симметрии опытного трубопровода. Наличие двух участков трубопровода, на которых изучаются потери напора, помогает определить качество выполняемых работ. Коэффициенты λ₁ и λ₂, определённые опытным путем на участках ℓ₁ и ℓ₂, должны иметь примерно одинаковые значения.

Перед началом опытов включают центробежный насос Н. Вода поступает из бака Б₁ (на схеме не показан) в напорный бак Б₂, где за счёт холостого слива СХ поддерживается постоянный уровень жидкости для создания в опытном трубопроводе равномерного установившегося движения потока воды. Расход воды регулируется краном К₂ при полностью открытом кране К₃. Перепад пъезометрических высот в пъезометрах 2 и 3 объясняется некоторым сужением потока (кран К₄ даже в открытом состоянии выступает в качестве местного сопротивления).

Рис. 6. Схема опытной установки для определения потерь напора по длине

Расход жидкости определяется двумя способами: объёмным и с помощью расходомера Вентури. При объёмном способе определения расхода используется мерный бачок Б₃, заданный объём W наполнения которого определяется по рискам водомерной трубки ВТ1. Поворотный рычаг ПР (см. рис. 1) изначально устанавливается в крайнее правое положение. При установлении необходимого расхода жидкости с помощью крана К₂ рычаг ПР переводится в крайнее левое положение (кран К₆ предварительно должен быть закрыт). По секундомеру отмечается время t наполнения заданного объёма W, после чего кран К₆ открывается для слива воды в бак Б₁. После слива всей воды из бачка Б₃ опытная установка готова для выполнения следующего опыта.

Для определения расхода с помощью расходомера Вентури (рис. 7) необходимо определить постоянную расходомера С. Применим уравнение Бернулли без учёта потерь напора h_пот для сечений 1 – 1 и 2 – 2 относительно плоскости, совпадающей с осью расходомера:

+ = + или h₁ + = h₂ + .

Рис. 7. Схема к определению расхода с помощью расходомера Вентури

Учитывая, что h₁ – h₂ = ∆ h_тр и V₂ = V₁ , выразим скорость V₁:

V₁ = .

На основании уравнения неразрывности потока расход Q в опытном трубопроводе ОТ₂ будет равен:

Q = V₁ = . (2.7)

Поскольку диаметры для конкретного расходомера имеют определённое значение, то выражение (2.7) примет вид:

Q = С_т , (2.8)

где С_т = .

В выражении (2.8) расход определяется без учёта потерь напора, и теоретическая постоянная расходомера С_т учитывает изменение только геометрических параметров (диаметры d₁ и d₂). Для определения постоянной расходомера С, учитывающей также и потери напора, связанные с изменением живого сечения трубки от диаметра d₁ до d₂, необходимо принять значение расхода, определённого объёмным способом Q_об, за истинное значение.

В данной лабораторной работе проводится три опыта при различных расходах жидкости в опытном трубопроводе. По окончании опытов краны К₂ и К₃ должны быть закрыты.