Обработка опытных данных. При обработке опытных данных, полученных на данной экспериментальной установке, будем учитывать, что режим движения воды в трубопроводах - турбулентный

При обработке опытных данных, полученных на данной экспериментальной установке, будем учитывать, что режим движения воды в трубопроводах - турбулентный. Это обусловлено малой длиной прямолинейных участков и наличия большого числа местных сопротивлений, возмущающих течение. В этих условиях средняя скорость воды близка к максимальной, т.е. и коэффициент Кориолиса в уравнении Бернулли можно принять равным единице.

При таком течении воды потери напора на участке трубопровода не зависят от режима течения, а зависит только от его геометрических характеристик и величины скоростного напора. Геометрические характеристики определяют значение коэффициента гидравлических потерь, который учитывает суммарные потери напора (по длине и на местных сопротивлениях).

Обработка экспериментальных данных:

1) вычисляются гидростатический h_ст, пьезометрический h_р, скоростной h_ск и полный H напоры воды в заданных сечениях исследуемого участка трубопровода, используя зависимости:

,

где – показание пьезометра, м;

;

,

где – показание трубки полного напора, м;

,

2) опытные потери напора на заданном участке:

,

где и – полные гидродинамические напоры в начальном и конечном сечениях участка.

Результаты расчета заносятся в таблицу (таблица 11).

Таблица 11 – Расчетные величины (составляющие уравнения Бернулли)

№ опыта	Геометрический напор z, м	Пьезометрический напор , м	Скоростной напор , м	Потери напора , м
z нач	z кон	нач	кон	нач	кон

3) на схеме экспериментальной установки своего отчета обозначить высоты вычисленных напоров, а также указать величину потерь напора при движении воды от начального сечения к конечному, т.е. проверить выполнение уравнения Бернулли:

_нач + _нач+ _нач = _кон + _кон+ _кон +

4) избыточное гидростатическое давление воды в контрольных сечениях:

,

5) максимальная скорость в сечениях (на оси трубопровода):

,

6) объемный расход воды (Q, м³/с) по показанию ротаметра:

,

где N – число делений ротаметра

7) средняя скорость воды в сечениях:

,

где S - площадь сечения потока

8) отношение средней скорости в сечении к максимальной

,

9) рассчитываются потери напора на участке трубопровода по средней скорости в наиболее узком сечении:

,

10) сравниваются значения опытных и расчетных значений потерь напора и .

Справочные данные:

1) диаметры труб в контрольных сечениях: d₁=32 мм, d₂=24,5 мм, d₃=24 мм, d₄=34 мм;

2) геометрические напоры воды в контрольных сечениях: z₁=469 мм, z₂=218 мм, z₃=210 мм, z₄=400 мм;

3) расстояние от условной поверхности отсчета до нулевой отметки измерительных шкал z₀=980 мм;

4) расстояние от условной поверхности отсчета до уровня воды в напорном баке H₀=2330мм;

5) коэффициенты потерь напора на участках трубопровода: ζ_1-2 =0,5; ζ_2-3=1,86; ζ_3-4=0,94.

Контрольные вопросы

1) Каков физический смысл уравнения Бернулли для идеальной жидкости?

2) В чем различие уравнений Бернулли для идеальной и реальной жидкости? Как они записываются?

3) В чем заключается геометрический смысл уравнения Бернулли?

4) Подтверждается ли уравнение Бернулли на потоке воды в вашем опыте?

5) Почему в потоках реальных жидкостей рассматривается два вида скоростей: локальные и средние?

6) Как можно измерить в сечении потока напоры и локальные скорости жидкости?