Материал: ЛР-4 Федорова Т-910

Лабораторная работа «Потери напора по длине трубопровода» Стр. 6

Таблица 1. Методика расчёта коэффициента гидравлического трения λ в напорных трубопроводах.

Режим движения жидкости

Методика определения области гидравлического сопротивления

1) Определить расход воды по формуле: Q = Wt , см3/с

2) Определить площадь живого сечения трубопровода по формуле: = ∙4 2, см2

3) Определить среднюю скорость движения воды в трубопроводе по формуле: = , см/с

4) Определить число Рейнольдса по формуле: = ∙

5) Вычислить относительную гладкость трубопровода:

∆э

6) Пользуясь данными табл. 1, определить область гидравлического сопротивления трубопровода.

Выполнение лабораторной работы

Потери напора по длине определяются в прямом горизонтальном трубопроводе 1 с

Вначале участка трубы установлен пьезометр № 11, в конце участка трубы установлен пьезометр № 12. Вода в трубопровод подается из питающего бака 2. Для определения расхода воды, проходящей по трубопроводу, установлен расходомер 4. Регулирование расхода воды в трубопроводе производится с помощью кранов 3 и 5.

После трубопровода 1 вода поступает в промежуточный бак 6. Система питания установки – оборотная, поэтому из бака 6 в бак 2 вода перекачивается по трубе 8 с помощью насоса 7. Уровень воды в баке поддерживается постоянным с помощью переливной трубы 9.

Вданной лабораторной работе определяется потеря напора по длине прямого горизонтального трубопровода (рис. 1) между сечениями 11-11 и 12-12 при напорном

движении.

Рис. 1. Схема установки для изучения потерь напора по длине потока

На участке 11—12 местные сопротивления отсутствуют. Поэтому hw = hl. Опытным путём потеря напора по длине трубопровода hl может быть определена как разность напоров в сечениях 11-11 и 12-12.

Для горизонтального трубопровода геометрические высоты во всех сечениях равны: z11=z12. Если плоскость сравнения 0-0 совпадает с осью трубопровода, а, следовательно, и с центрами тяжести живых сечений, то z11=z12=0.

Согласно уравнению неразрывности потока, расход Q во всех сечениях трубопровода одинаков. Площадь живого сечения потока ω тоже не изменяется по длине

потока. Следовательно, средняя скорость движения воды в трубопроводе = =

и скоростная высота 2 = , то есть, во всех живых сечениях одинаковы. Это

2

означает, что движение воды в трубопроводе равномерное. Таким образом,

и уравнение (9) преобразуется в выражение:

д л и н е опытным путём можно определить как разность пьезометрических высот в начале и в конце рассматриваемого участка. Иными словами, при равномерном движении жидкости потери напора можно определять не только по напорной, но и по пьезометрической линии.

Таким образом, при проведении лабораторной работы опытное определение hl заключается в измерении разности пьезометрических высот между пьезометрами №11 и №12 (рис. 1).

Формула (11) применяется в лабораторной работе для опытного определения коэффициента гидравлического трения:

Чтобы воспользоваться формулой (12), необходимо определить расход воды в трубопроводе так же, как это делается в других лабораторных работах:

по расходу вычислить среднюю скорость движения воды

1.Определение коэффициента гидравлического трения опытным путём: 1.1. Вычислить потерю напора по длине по формуле (11), см:

11 12

= −

1.2.Вычислить расход воды по формуле (13), см3/с: =

1.3.Вычислить среднюю скорость движения воды в трубопроводе по формуле (14),

1.4. Вычислить коэффициент гидравлического трения опытным путём по формуле

g=9,81 м/с2=981 см/с2

Все данные вычислений записать в табл. 3.

2.Определение коэффициента гидравлического трения по эмпирическим формулам (по расчёту):

2.2. Определить режим движения в трубопроводе (Reкр=2300).

2.3. Вычислить относительную гладкость трубопровода ∆э.

2.4. Пользуясь данными табл. 1, определить область гидравлического сопротивления трубопровода.

2.5. Определить эмпирическую формулу, соответствующую найденной области гидравлического сопротивления (см. табл. 1).

2.6. Вычислить значение коэффициента гидравлического трения по соответствующей эмпирической формуле (λ по расчёту).

Все данные вычислений записать в табл. 3.

3.Сделать выводы. В выводах сравнить коэффициент гидравлического трения λрасч., полученный по эмпирическим формулам с коэффициентом гидравлического трения λопыт., полученным опытным путём.