Исследование сопротивления по длине трубопровода

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

При движении потока реальной жидкости в трубе в результате взаимодействия между струйками потока, а также взаимодействия потока со стенками трубы затрачивается удельная энергия потока (потеря напора).

Потери напора характеризуются гидравлическими сопротивлениями, которые можно подразделить на сопротивления трения по длине и местные сопротивления, связанные с резким изменением формы (деформация) потока.

Потери напора по длине определяются по формуле Дарси:

где υ - средняя скорость движения жидкости; λ - коэффициент гидравлического трения по длине трубы; l - длина трубы; d - внутренний диаметр трубы.

При постоянном сечении трубопровода для каждого установившегося режима движения потока в трубе отношение h₁/ l постоянно и называется гидравлическим уклоном J. Таким образом,

В формуле (4.2) для разных режимов движения потока жидкости коэффициент X различен и зависит от критерия Рейнольдса и шероховатости внутренней поверхности трубопровода:

Для гидравлически гладких труб, когда число Рейнольдса находится в пределах 2300 < Re≤ 10 (d/Δ) (Δ - эквивалентная шероховатость стенок трубы, мм):

Для переходной области, когда число Рейнольдса находится в пределах 10(d / Δ) < Re < 500(d / Δ):

При развитом турбулентном режиме (гидравлически шероховатые трубы), когда Re≥ 500(d/Δ), коэффициент трения не зависит от числа Рейнольдса и потери напора пропорциональны квадрату средней скорости потока (автомодельный режим):

Цель работы: количественно оценить потери напора при равномерном движении потока вдоль прямой трубы, определить величину коэффициента трения X и сопоставить опытное его значение срассчитанным по формулам (4.4) - (4.7), найдя соответствующее число Рейнольдса, вычисленное по формуле (4.3).

Работа производится на прямолинейных участках опытного трубопровода (см. рис.3.3), на которых приварены штуцеры I - II и III - IV, расположенные друг от друга на расстоянии 6 м и 4 м соответственно. Штуцеры с помощью резиновых трубок соединены с соответствующими пьезометрами, расположенными на пьезометрическом щите 2. Для определения расхода используется мерная диафрагма с пьезометрами V и VI.

Величину расхода находят по разности Δ h показаний пьезометров V - VI, и по формуле

Для определения потерь напора по длине на трение испытывается участок трубопровода между пьезометрами I - II и III - IV. Уровни жидкости в пьезометрах I, II, III и IV (определяются на миллиметровой шкале по нижним точкам менисков с точностью до 1 мм) показывают величину статических напоров потока в этих сечениях (Н = z + p/(pg)). Так как кинематические составляющие напоров в сечениях одинаковы, то разность показаний пьезометров I - II и III - IV равна разности полных напоров потока в сечениях I, II и III, IV и представляет собой потерю полного напора по длине на участке трубы между этими сечениями.

В том, что потери напора по длине при малых значениях числа Re (Re< 2320) изменяются по линейному закону, можно убедиться по показаниям пьезометров I, II, III и IV.

Гидравлические уклоны вычисляют в данном случае по разностям показаний пьезометров I - II и III - IV как пьезометрические уклоны:

Для определения потерь напора по длине трубопровода (см. рис. 3.3) для четырех режимов движения потока, устанавливаемых руководителем лабораторной работой, снимаются показания пьезометров I, II, III, IV, V и VI в метрах с точностью до 1 см по нижним точкам менисков.

Разности показаний пьезометров расходомера:

Расходы определяют по разности показаний пьезометров V и VI (Δ h) и по формуле:

Значение С задаёт преподаватель или его принимают равным полученному в работе №3.

Гидравлические уклоны по показаниям пьезометров I - II, III - IV вычисляют соответственно по формулам (4.8) и (4.9).

Опытное значение коэффициента гидравлического трения:

Расход Q должен быть измерен в м³/с; диаметр трубопровода на участке I - II равен 0, 084 м, на участке III - IV равен 0, 054 м.

приэтом значение v определяется (см. работу 2) в предположении, что температура воды равна комнатной температуре, измеряемой термометром.

Зная величину шероховатости для лабораторного трубопровода (Δ = 0, 2 мм), по формулам (4.4) - (4.7) вычисляют значение λ _P и определяют область режима движения потока.