Краткие теоретические сведения. Цели:экспериментальное изуч

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3

ПОТЕРИ НАПОРА НА ВНЕЗАПНОМ СУЖЕНИИ

Преподаватель _________ Витер В. К.

Студент ТЭ09-05 _________ Озерова А.В.

Красноярск 2013

Цели:экспериментальное изучение закономерностей потерь напора и распределения давления при внезапном сужении потока.

Задачи: построить график распределения давления по длине трубы; определить коэффициент местного сопротивления ξ; построить график зависимости:

Краткие теоретические сведения

Внезапное сужение трубы является частным видом местного сопротивления и основной задачей данной лабораторной работы яв­ляется экспериментальное определение его коэффициента из фор­мулы

где коэффициент сопротивления отнесен к сечению S₂ узкой части трубы. В качестве сечений определяющих область влияния местного сопротивления выбираются сечения 1 и 2.

Следует подчеркнуть, что формула получена из теоретиче­ской схемы, в которой игнорируются потери трения, а также пред­полагается равномерное распределение скоростей в сечениях труб. Поэтому коэффициент оказывается независимым от числа Рей­нольдса, а сама формула отражает лишь так называемый квадратич­ный участок кривой, где в реальных условиях влияние числа Рей­нольдса отcyтcтвуeт.

При определении коэффициента местного сопротивления (в данном случае внезапного сужения) необходимо иметь в виду, что за местным сопротивлением, где поток претерпевает значитель­ную деформацию лежит достаточно протяженный «участок стабилизации», на котором существуют крупные вихри с возвратными течениями. Поэтому экспериментальный коэффициент местного сопро­тивления должен учитывать полные потери на участке стабилизации, а значит должен явно

зависеть от числа Рейнольдса. Совпаде­ние с теоретической формулой Борда можно ожидать только при весьма больших числах Рейнольдса.

Тогда из уравнения Бернулли следует, что

где S₁ и S₂ - площади нормальных сечений; – коэффициент потерь на внезапном сужении.

Перепад пьезометрических напоров определяется по пока­заниям пьезометров 1 и 2, а скорость – по расходу, измеренному ротаметром.

Измерив пьезометрами давления во всех точках их подключе­ния, можно построить пьезометрическую линию вдоль трубы, а так­же линию энергии.

Существует по крайней мере два подхода к эксперименталь­ному определению коэффициента потерь при внезапном сужении. Первый состоит в его определении по измерениям давлений скоростей в двух контрольных сечениях. При таком способе учитывается не только потери на внезапном сужении, но и поте­ри трения на контрольном участке. Согласно другому подходу из полного коэффициента исключаются потери на трение, можно сделать с помощью построения линии энергии по длине участка сужения путем вычисления потерь на трение по формуле равно­мерного движения или по данным опытов на специально оборудо­ванной установке.

Рис. 1. Внешний вид стенда.

В состав стенда входят:

o стол 1;

o щит пьезометров 2;

o впускной коллектор 3;

o ротаметры 4;

o напорная магистраль 5 с встроенной диафрагмой 6;

o бак 7 с насосом 8 и помпой 9;

o делительная воронка 10;

o комплект исследуемых модулей МI - М8.

Стол 1 представляет собой сварную раму, на которой закрепле­на столешница. К боковым сторонам рамы привернуты опорные стойки 11 со стяжкой 12, которые снимаются при транспортирова­нии.

На поверхности стола 1 закреплены два ротаметра 4 (Р1 и Р2), верхние фланцы которых с помощью трубопроводов подведены к напорной магистрали 5. Нижние фланцы ротаметров 4 через трубо­проводную арматуру (вентили В 1 и В2) соединены 'с насосом 8 (Н1).

В напорную магистраль 5 вмонтирована мерная диафрагма 6, контрольные точки которой с помощью гибких бок соединены с пьезометрическими трубками щита пьезометров.

Напорная магистраль 9 подведена к коллектору 3.

Щит пьезометров 2 установлен вертикально на задних стойках стола 1.

На щите пьезометров 2 расположены панель управления 13, четыре группы пьезометров 14 – 17, штатив с делительной воронкой 10 и панель для информации 18. На панели управления 13 размеще­ны клавиши включения сети, насоса НI и помпы Н2.

Каждая из четырех групп пьезометров 14 - 17 состоит из про­зрачных пьезометрических трубок, верхние концы которых объеди­нены между собой общими коллекторами 19. В коллекторах 19 вы­ведены гибкие сливные трубки с зажимами для выравнивания дав­лений в пьезометрах.

Нижние концы пьезометрических трубок каждой группы пье­зометров соединены с соответствующими штуцерами диафрагмы 6 и штуцерами исследуемых модулей MI - М3 и М5 - М7.

Возле каждой пьезометрической трубки расположены измери­тельные линейки.

Рис. 2.Схема гидравлическая стенда

Четвертая группа пьезометров 17 состоит из одиннадцати пьезометров и соединяется с модулями М3 и М5.

Модуль М5 – «Потери напора на внезапном сужении» представляет собой круглую трубу с участком местного сопротивления в виде внезапного сужения и имеющую ряд отверстий, снабженных штуцерами для отбора давлений в исследуемых сечениях.

Впускной коллектор 3 жестко закреплен на столешнице. В него вмонтированы три вентиля B8-B10, к которым через резьбовые втулки с помощью накидных гаек подсоединяются исследуемые модули.

Входы модулей M1-M7 с помощью накидных гаек через резьбовые втулки соединены с выпускными модулями B3-B6, к которым подведены сливные шланги. Впускные вентили B3-B5 закреплены на столешнице и имеют возможность легко демонтироваться для быстрой замены используемых модулей.

Модули М1-М7 представляют собой прозрачные трубки, выполненные из оргстекла. На входе и выходе каждого модуля установлены резиновые уплотнительные кольца.

Контрольные точки модулей, установленных в коллектор 3, через штуцера соединены гибкими трубками с соответствующими группами пьезометров 15-17 на щите пьезометров 2.

На поверхности стола 1, под модулями размещен поддон, выполненный из оргстекла.

Рис. 3. Модуль М5 «Потери напора на внезапном сужении»

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 192; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!