Обработка опытных данных и составление отчета. 1. Выполнить схему установки и дать ее краткое описание

1. Выполнить схему установки и дать ее краткое описание.

2. Зная, что один полный оборот водяного расходомера соответствует расходу, равному 0,1 м³, определить объемный расход воды (V=0.1/τ, м³/с).

3. Зная величину объемного расхода (V, м³/с) и диаметр трубопровода (d, м), определить по уравнению расхода (V = wF) среднюю скорость потока (w, м/с) и скоростной напор (, м).

4. Записать уравнение Бернулли для двух сечений = = .

Так как трубопровод горизонтальный, то z ₁ = z₂, поскольку трубопровод постоянного сечения (т.е. d₁ = d₂), то w₁ = w₂, тогда

.

5. С другой стороны: .

6. Зная экспериментально найденное значение h_тр, длину трубопровода, его диаметр d и значение скоростного напора (), найти

коэффициент трения .

7. Найти численное значение критерия , при этом ρ принять за 1000 кг/м³, а значение μ найти в зависимости от температуры по таблице (приложение 3).

8. По рассчитанным значениям коэффициента трения (λ) и критерия Re, по графику зависимости - (приложение 1) найти значение и из него определить величину абсолютной эквивалентной шероховатости.

9. Эту же величину определить по эмпирической расчетной формуле

10. Сравнить полученное значение со справочными данными (приложение 5). Сделать заключение.

Таблица 3

Результаты измерений и расчетов

№ п/п	Наименование показателей и величин	Обозначение, размерность	Численные значения для разных сечений
	Время, за которое стрелка расходомера совершает один полный оборот	τ, с
	Показания пьезометров (пьезометрический напор, удельная потенциальная энергия давления)
	Диаметр трубопровода	d, м	38·10-3	38·10-3
	Длина трубопровода	l, м	5,5	5,5
	Площадь сечения
	Геометрический напор (удельная потенциальная энергия положения)	z, м	0,500	0,500
	Расход воды	V, м3/с
	Средняя скорость	w, м/с
	Скоростной напор (удельная кинетическая энергия)
	Полный гидродинамический напор (полная удельная энергия потока)	, м

Контрольные вопросы

1. Каким образом в работе определяется расход воды? Какую размерность он имеет?

2. Что такое средняя скорость потока? Как она определяется?

3. Из чего складывается гидравлическое состояние трубопроводов?

4. Какова структура потока при турбулентном течении жидкости?

5. Что такое ламинарный пограничный слой? От каких факторов зависит его толщина?

6. Понятие об абсолютной эквивалентной шероховатости.

7. Что такое относительная эквивалентная шероховатость, какую размерность она имеет?

8. Что такое автомодельный режим течения?

9. Какие зоны трения различают при турбулентном режиме течения жидкости?

10. Что такое коэффициент трения?

11. Что такое коэффициент сопротивления трению?

12. Какие факторы влияют на коэффициент трения при ламинарном и турбулентном течении жидкости?

13. В каких случаях шероховатость внутренней стенки трубопровода оказывает влияние на гидравлическое сопротивление трубопровода?

14. Всегда ли критерий Рейнольдса оказывает влияние на гидравлическое сопротивление трубопровода?

Приложение 1

d_э – эквивалентный диаметр, м;

е – средняя высота выступов шероховатости на внутренней поверхности трубы, м

Рис.1. Зависимость коэффициента трения l от критерия Re и степени шероховатости d_э/е

Приложение 2

Таблица

Среднее значение шероховатости стенок труб

Трубопроводы	е, мм
Трубы стальные цельнотянутые и сварные при незначительной коррозии	0,2
Старые заржавленные стальные трубы	0,67 и выше
Трубы из кровельной стали проолифенные	0,125
Чугунные трубы водопроводные, бывшие в эксплуатации	1,4
Алюминиевые технически гладкие трубы	0,015-0,06
Чистые цельнотянутые трубы из латуни, меди и свинца; стеклянные трубы	0,0015-0,01
Бетонные трубы; хорошая поверхность с затиркой	0,3-0,8
Бетонные трубы; грубая (шероховатая) поверхность	3-9
Нефтепроводы при средних условиях эксплуатации и паропроводы насыщенного пара	0,2
Паропроводы, работающие периодически	0,5
Воздухопроводы сжатого воздуха от компрессора	0,8
Конденсатопроводы, работающие периодически	1,0

Приложение 3

Таблица

Динамические коэффициенты вязкости воды при различной температуре

Температура, оС	Динамический коэффициент вязкости, мПа×с	Температура, оС	Динамический коэффициент вязкости, мПа×с
20,2	1,792 1,731 1,673 1,619 1,567 1,473 1,428 1,386 1,346 1,308 1,271 1,236 1,203 1,171 1,140 1,111 1,083 1,056 1,030 1,005 1,000 0,9810 0,9579 0,9358 0,9142 0,8937		0,8737 0,8545 0,8360 0,8180 0,8007 0,7840 0,7679 0,7523 0,7371 0,7225 0,7085 0,6947 0,6814 0,6685 0,6560 0,6439 0,6321 0,6207 0,6097 0,5988 0,5883 0,5782 0,5683 0,5588 0,5494

Приложение 4

Рис.1. Калибровочный график для определения расхода воды через треугольный водослив.

Приложение 5

Коэффициенты местных сопротивлений

Внезапное расширение

F₁ — площадь меньшего поперечного сечения, м²; w ₁— скорость потока в меньшем сечении, м/с; F₂ — площадь большего поперечного сечения, м²