Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2020-04-03 | 188 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Порядок выполнения измерений.
Работа проводится на модуле М1. Перекрыть подачу воды в другие модули. Для выполнения работы необходимо:
-на передней панели (панели управления) включить насос Н4
-установить необходимый расход с помощью регулятора насоса Н4 и выходного крана модуля В15 и при вертикальном расположить трубопровода вентиль В13.
Наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках М2 убедиться, что достигнут установившийся режим течения и произвести измерения:
- расхода воды по счетчику импульса СИ-8 (рис.5 Панель управления);
- показаний пьезометров.
Всего желательно опыты провести для 3-х - 4-х расходов.
Обработка опытных данных.
По результатам измерений следует вычислить скорость в каждом i -том сечении трубы Вентури
, а затем скоростной напор
На чертеж нанести:
- профиль трубы Вентури в масштабе;
пьезометрические напоры для каждого i -того сечения:
откладывая их от оси трубы; вычертить пьезометрическую линию;
- скоростные напоры, суммируя их с ординатами пьезометрической линии в соответствующих сечениях; провести линию энергии;
- провести напорную плоскость (горизонтальную прямую) на уровне ординаты линии энергии первого пьезометра и обозначить потери напора (энергии) между этим сечением и любым, расположенным ниже по течению.
В заключение отчета о работе студента рекомендуется дать объяснения получившейся конфигурации энергетических графиков.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Исследование характеристик трубопроводов при различных режимах течения
Цель работы:
Закрепление знаний по разделам "Ламинарное и турбулентное течение в круглых трубах", получение навыков экспериментального определения характеристик трубопровода.
|
Задание:
Определить из опыта коэффициент гидравлического трения λ при заданном расходе в имеющемся трубопроводе. Сравнить полученную величину λ с величиной, определенной по справочным данным.
Теоретические основы метода:
Если нам необходимо определить потери напора, то нужно воспользоваться уравнением Бернулли:
(4.1) |
где Z1 – геометрическая высота сечения 1-1;
Z2 – геометрическая высота сечения 2-2;
– пьезометрический напор в сечении 1-1;
– пьезометрический напор в сечении 2-2;
υ1 – средняя скорость потока в сечении 1-1;
υ2 – средняя скорость потока в сечении 2-2;
α1 – коэффициент Кориолиса в сечение 1-1;
α2 – коэффициент Кориолиса в сечение 2-2;
В данной лабораторной работе наш исследуемый участок выполнен в виде отрезка прямой горизонтальной трубы. Эта труба выполнена из прозрачного материала и имеет постоянный диаметр. В связи с этим единственным источником потерь является трение. Помимо этого, Z1 = Z2 и υ1 = υ2, а значит и α1 = α2, поэтому из уравнения (4.1) следует, что потери на трение на исследуемом участке:
(4.2) |
Потери напора на трение в общем случае, можно определить по формуле Дарси:
(4.3) |
Коэффициент λ – это коэффициент гидравлического трения. Исследования показали, что для ламинарных потоков в трубах, он находится по формуле:
(4.4) |
где А – константа, зависящая от формы сечения трубопровода. Для круглой трубы А = 64, а число Рейнольдса можно определить, рассчитав формулу:
(4.5) |
При турбулентных режимах λ зависит от конфигурации потока или, как говорят, от пограничной геометрии, а также от числа Рейнольдса:
(4.6) |
По результатам экспериментов коэффициент λ можно определить с помощью формулы (4.3), если измерить среднюю скорость υ и потери напора hтр.
Теоретические исследования показали, что согласно (4.6) следует искать эмпирическую зависимость λ от числа Re икакого-либо безразмерного параметра, определяющего геометрическое подобия потоков. Такой параметр не нужен лишь для круглых труб, поскольку они геометрически подобны и для них все экспериментальные точки, находящиеся на графике λ=λ(Re) образуют единую кривую. Но если мы рассматриваем шероховатые трубы, то их геометрически подобными назвать нельзя. Подобие должно распространяться не только на форму трубы, то есть поперечного сечения, но и на форму выступов и неровностей присутствующих в трубе. А если опираться на этот факт, то нельзя найти 2 геометрически подобные трубы с естественной шероховатостью. В связи с этим в качестве приближенного допущения принимают, что шероховатые трубы будут геометрически подобными, если отношение средней высоты выступов шероховатости Δ к радиусу ro или диаметру d будет одинаковым. Тогда опытные данные следует обрабатывать в виде кривых:
|
(4.7) |
Отношение Δ/ d (или Δ/ r0) называют относительной шероховатостью, а обратную величину d/Δ – относительно гладкостью.
Н. Никурадзе (1933 г.) впервые обработал свои многочисленные опытные результаты указанным способом и построил универсальный график зависимости (4.7) приведенный на рисунке 6. Шероховатость в опытах Никурадзе создавалась искусственно путем наклеивания калиброванных песчинок на внутреннюю поверхность трубы. Такая шероховатость получалась равнозернистой, чем существенно отличалась от естественной шероховатости труб, образующейся в результате коррозии, отложений и т.п.
Рассмотрим подробно график Никурадзе:
1 - зона ламинарного режима. Изображается на графике в виде прямой. Уравнение прямой, которая описывает все точки с той же шероховатостью представлено ниже:
(4.8) |
|
Границей служит значение абсциссы lg(2300) = lg(Reкр).
Таким образом, данная закономерность имеет место при Re ≤ Reкр, т.е. при ламинарном режиме движения.
В диапазоне чисел Re = 2300 ¸4000 осуществляется переход от ламинарного течения к турбулентному. При этих значениях в потоке появляются постоянные изменения и естественная неустойчивость. Постоянно появляются признаки турбулентности периодически исчезающие и возникающие вновь.
|
2 - зона гладкостенного течения. Представлена совокупностью опытных точек, которые располагаются вдоль другой прямой. Здесь λ также не зависит от шероховатости:
(4.9) |
Границей зоны ориентировочно могут служить значения:
(4.10) |
Макет потока, который находится в границе турбулентного гладкостенного режима можно представить в виде: турбулентного ядра потока и вязкого подслоя вблизи стенки, движения в котором преимущественно ламинарное. Толщина подслоя δл достаточна, чтобы покрыть все неровности стенки. Из-за этой особенности движение ядра, в турбулентном режиме происходит практически в гладкой трубе. Поэтому трубы, которые работают в этом режиме принято считать гидравлически гладкими.
3 - доквадратичная зона сопротивления, которая ограничивается линией гладкостенного режима и штриховой линией К-К, образованной точками, отделяющими горизонтальные участки кривых. В зоне 3 каждая кривая отвечает определенному значению относительной гладкости. Здесь λ зависит от числа Rе и относительной гладкости трубы d/Δ:
(4.11) |
Границами зоны приближенно служат значения:
<Re . | (4.12) |
4 - зона квадратичного сопротивления, образуемая горизонтальными участками кривых. В этой зоне коэффициент λ не зависит от Rе,т.е.:
(4.13) |
Эта зона имеет место при:
Re> | (4.14) |
Толщина вязкого подслоя здесь весьма мала, и выступы шероховатости полностью взаимодействуют с турбулентным ядром потока.
График Никурадзе дает общее представление о характере зависимости для труб с искусственной зернистой шероховатостью Δ.
В таблице 4.1 даны удобные для практического использования расчетные формулы коэффициента λ во всех зонах сопротивления.
Таблица 4.1.
Зона сопротивления | Режим течения | Границы зоны | Расчетные формулы | |
1 | Ламинарный | Re<2320 | ||
2 | Турбулентный гладкостенный | (Re<105) | Для всех турбулентных режимов
| |
3 | Турбулентный доквадратичный | |||
4 | Турбулентный квадратичный |
Последовательность проведения опыта:
|
|
|
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!