ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Изучение режимов движения жидкостей в трубах
Цели работы
1.На основании наблюдений за поведением струйки подкрашенной жидкости убедиться в существовании двух режимов движения жидкости - ламинарного и турбулентного и получить представление о характере движения частиц жидкости в потоке при этих режимах.
2.Получить данные о величине Re и Reкр для потоков жидкостей в круглых трубах.
3.Сравнить данные визуальных наблюдений и выполненных расчетов.
Записать в приведенной ниже таблице название каждого элемента лабораторной установки и коротко пояснить его назначение
Номер
на схеме
|
название
|
назначение
|
1
|
Напорный бак
|
Создание напора жидкости в опытном трубопроводе
|
2
|
Сливная труба
|
Удаление излишка воды из бака
|
3
|
Переливное устройство
|
Удаление избытка жидкости из напорного бака
|
4
|
емкости с подкрашенной жидкостью
|
Подкрашивание жидкости для визуального определения режима движения
|
5
|
кран
|
Регулирование подачи жидкости в стеклянную трубку
|
6
|
лампы подсвечивания
|
Улучшение визуализации движения жидкости в стеклянной трубке
|
7
|
Стеклянная трубка
|
Экспериментальный участок трубопровода
|
8
|
Кран
|
Регулирование слива жидкости из стеклянной трубки
|
9
|
Мерная емкость
|
Замер расхода жидкости
|
10
|
Кран
|
Слив жидкости из напорного бака
|
11
|
Кран
|
Подача жидкости в напорный бак
|
12
|
Стойки
|
Закрепление напорного бака
|
Опытные данные
|
Результаты расчетов
|
d=3,6
|
Авод=
|
№
|
Режим движения жидкости
|
|
|
|
Re
|
1
|
Ламинарный
|
120
|
55,72
|
0,0000373
|
1319
|
2
|
Переходный
|
60
|
59,34
|
0,0000806
|
2852
|
3
|
Турбулентный
|
30
|
84,36
|
0,000244533
|
8656
|
Место для выполнения расчетов
Пример расчета для ламинарного движения
Пример расчета для ртути
Жидкость
|
t0, C
|
|
A
|
Re(Q1)
|
Re(Q2)
|
Re(Q3)
|
Ртуть
|
10
|
0,00000012
|
294880868
|
10989
|
23758
|
72108
|
Бензин
|
10
|
0,00000087
|
40673223,2
|
1516
|
3277
|
9946
|
Масло
|
10
|
0,00035
|
101102,012
|
4
|
8
|
25
|
Выводы по результатам выполненной работы
В работе исследованы режимы движения жидкости: ламинарный, переходный, турбулентный. Построены графики зависимости числа Рейнольдса (режима движения) от расхода, диаметра трубы, температуры и времени наполнения бака.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Определение коэффициента гидравлического сопротивления трения по длине для прямой горизонтальной трубы постоянного сечения
Цели работы.
1.Экспериментальное определение потери напора по длине при установившемся равномерном движении воды в круглой трубе;
2.Определение областей сопротивления, к которым относятся проведенные опыты;
3.Экспериментальное определение коэффициента гидравлического трения;
4.Сопоставление полученных результатов со значениями λ, рассчитанными по формулам;
5. Опытное определение зависимости потери напора по длине от средней скорости движения воды в трубопроводе.
Записать в приведенной ниже таблице название каждого элемента лабораторной установки и коротко пояснить его назначение
Номер
на схеме
|
название
|
назначение
|
1
|
Труба
|
Подача жидкости в напорный бак
|
2
|
Вентиль
|
Регулировка подачи жидкости в напорный бак
|
3
|
Напорный бак
|
Создание напора жидкости в опытном трубопроводе
|
4
|
Переливное устройство
|
Удаление избытка жидкости из напорного бака
|
5
|
Сливная труба
|
Удаление избытка жидкости из переливного устройства
|
6
|
Опытная труба
|
Труба для замера потерь напора по длине
|
7
|
Соединительные шланги
|
предназначены для определения величины потери напора на измеряемом участке трубопровода длиной L=4 м.
|
8
|
дифференциальный пьезометр
|
Прибор для измерения падения напора
|
9
|
Мерная емкость
|
Измерение расхода
|
1-1 и 2-2
|
Сечения
|
Сечения ограничивающие участок измерения потерь напора
|
А-А
|
Свободная поверхность
|
Свободная поверхность бака с атмосферным давлением
|
3-3
|
Выходное сечение
|
Выходное сечение трубопровода
|
Опытные и расчетные данные
d=1,4 см, L=4 м,  , t=  ,  
|
№
|
|
|
|
U, м/c
|
Re
|
λ
|
1
|
0,43
|
14,5
|
0,00000583
|
0,038
|
349,43
|
0,205
|
2
|
1,19
|
21,0
|
0,00001667
|
0,108
|
998,37
|
0,069
|
3
|
2,22
|
29,2
|
0,00003033
|
0,197
|
1817,04
|
0,039
|
4
|
9,38
|
45,3
|
0,00005717
|
0,372
|
3424,42
|
0,047
|
5
|
15,25
|
56,1
|
0,00007517
|
0,489
|
4502,67
|
0,044
|
6
|
21,29
|
64,5
|
0,00008917
|
0,580
|
5341,30
|
0,043
|
7
|
24,82
|
72,4
|
0,00010233
|
0,665
|
6130,02
|
0,038
|
Полученные значения λ нанести на графики
Место для выполнения расчетов
Расход воды определяется по формуле:
Пример расчета для второй строки
Средняя скорость воды в трубке по формуле:
Пример расчета для второй строки
числа Рейнольдса определяются по формуле
Пример расчета для второй строки
коэффициент гидравлического трения λ определяется по формуле:
Пример расчета для второй строки
Расчетные данные для построения линий напоров
№
|
157λ
|
|
|
|
|
|
1
|
32,144
|
0,000072
|
2,0974
|
2,0931
|
20974
|
20931
|
2
|
10,897
|
0,000587
|
2,0908
|
2,0789
|
20908
|
20789
|
3
|
6,137
|
0,001943
|
2,0789
|
2,0567
|
20789
|
20567
|
4
|
7,301
|
0,006902
|
2,0172
|
1,9234
|
20172
|
19234
|
5
|
6,866
|
0,011934
|
1,9620
|
1,8095
|
19620
|
18095
|
6
|
6,811
|
0,016793
|
1,9067
|
1,6938
|
19067
|
16938
|
7
|
6,029
|
0,022118
|
1,8627
|
1,6145
|
18627
|
16145
|
№ опыта
|
Re
|
|
|
 ,%
|
1
|
349,43
|
0,205
|
0,183
|
11,78
|
2
|
998,37
|
0,069
|
0,064
|
8,28
|
3
|
1817,04
|
0,039
|
0,035
|
10,99
|
№ опыта
|
Re
|
опытное
|
теор
по формуле
2.12
|
η,%
|
теор
по формуле
2.13
|
η,%
|
теор
по формуле
2.14
|
η,%
|
теор
по формуле
2.15
|
η,%
|
4
|
3424,42
|
0,047
|
0,041
|
12,58
|
0,040
|
17,05
|
0,056
|
16,53
|
0,052
|
10,25
|
5
|
4502,67
|
0,044
|
0,039
|
13,36
|
0,037
|
17,09
|
0,056
|
21,51
|
0,052
|
15,60
|
6
|
5341,30
|
0,043
|
0,037
|
17,37
|
0,036
|
20,74
|
0,056
|
22,13
|
0,052
|
16,27
|
7
|
6130,02
|
0,038
|
0,036
|
7,53
|
0,035
|
10,25
|
0,056
|
31,08
|
0,052
|
25,89
|
Место для выполнения расчетов
Пример расчета для второй строки
157λ=
Выводы по результатам выполненной работы
В работе был исследован коэффициент потерь напора по длине λ, так же были построены напорные линии, из которых видно, что с увеличением числа Рейнольдса происходит увеличение потерь напора по длине.
|
Скачать 1.92 Mb.