Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Потерь напора
[1, ч. 2; 2] Местные потери напора, вызываемые резкими изменениями формы потока, направления и скорости, в отличие от потерь по длине, происходят на сравнительно коротких участках движения жидкости. Они объясняются тем, что поток не следует точно конфигурации трубопровода в местах его резкого поворота, расширения, сужения и др., а отрывается от стенок. Так возникают застойные водоворотные зоны, поглощающие энергию. Величина этих потерь определяется по формуле Вейсбаха: , (5.1) где - коэффициент местного сопротивления. Значения коэффициентов местных сопротивлений обычно даются в справочной литературе [4]. Средние скорости движения жидкости до и после местного сопротивления различны, и значение для них также различно. При вычислениях потери в местном сопротивлении будем относить к кинетическому напору потока в узком сечении. Величина местных потерь напора равна разности полных напоров жидкости до и после местного сопротивления. Полный напор потока жидкости: (5.2) где - статический напор, - скоростной напор, (здесь принимаем коэффициент Кориолиса ). Таким образом, если перед i -м местным сопротивлением величина полного напора Hi ', а после него Hi '', то напор, потерянный в местном сопротивлении: Hi ' - Hi ''. (5.3) Поскольку в колене диаметр трубы одинаков на всем ее протяжении, одинаковы и скоростные напоры до и после колена, поэтому величина потерь напора в нем может быть вычислена как разность статических напоров на входе и выходе. Работа проводится на опытном трубопроводе (см. рис. 3.3), который включает в себя три вида местных сопротивлений: колено, резкое расширение и резкое сужение. На входе и выходе каждого из этих местных сопротивлений соответственно приварены штуцеры VII-X, связанные гибкими шлангами с пьезометрами VII-X. Пьезометры IX и X показывают статический напор потока жидкости на входе и выходе из колена, X-VII - резкого расширения, а VII и VIII - резкого сужения потока. Все показания пьезометров записывают с точностью до миллиметра. Расход жидкости определяется по расходомеру (мерной шайбе) и по показаниям пьезометров V и VI. Порядок выполнения работы Для определения коэффициентов местных потерь напора проводят три опыта. Перед каждым опытом руководитель лабораторной работой с помощью вентиля 10 устанавливает расход жидкости в трубопроводе. После того, как режим движения жидкости в трубопроводе установится, снимают показания пьезометров с V по Х. Формулы и данные для вычислений Потери напора между пьезометрами V и VI: . Расход жидкости в трубопроводе: , величину коэффициента задает преподаватель или его принимают равным полученному в работе 3. Средняя скорость в сечениях пьезометров VII-X: где - площадь указанных сечений трубопровода, м2; - диаметр трубы в указанных сечениях, м ( м, м, м). Скоростной (кинетический) напор в сечениях пьезометров VII-X: Потери напора в колене с учетом того, что падение полного и статического напора здесь одинаково, Полные напоры в сечениях пьезометра VII, VIII и X: Потери напора при резком расширении и резком сужении . Численные значения коэффициентов местных сопротивлений определяются по формуле (5.1): в колене ; в расширении ; в сужении . По результатам трех опытов необходимо определить среднеарифметические значения и . Опытные и расчетные величины
Указания к самостоятельной работе 1. Сопоставить полученные значения и с расчетными, полученными по формулам Вейсбаха, Борда и ЦАГИ соответственно (см. справочник [4]). Объяснить причины возможных расхождений. 2. Используя результаты лабораторных работ 3 и 4 и произведя соответствующие замеры, построить напорную и пьезометрическую линии для опытного трубопровода (см. рис. 3.3).
|