Закон незмінності витрат уздовж потоку, який записується рівнянням нерозривності

Закон незмінності витрат уздовж потоку, який записується рівнянням нерозривності За одержаними дослідними даними побудувати п’єзометричну та напірну лінії Обчислити витрати рідини за показами трубки Вентурі згідно з формулою За результатами досліду визначити величину шорсткості труби К Раптове розширення потоку належить до тих місцевих опорів, для яких формула визначення втрат напору може бути одержана теоретично Плавне закруглення (рис.14). За даними експерименту для плавного закруглення при a=90° відома емпірична формула

37258

знаков

таблиц

изображений

Експериментальна аерогідродинаміка та гідравліка Читать далее: За одержаними дослідними даними побудувати п’єзометричну та напірну лінії

1. Закон незмінності витрат уздовж потоку, який записується рівнянням нерозривності

2. Закон збереження енергії.

Рис.1. Епюра швидкостей реальної рідини в трубі

Потік рідини має енергію, яка характеризує його здатність виконувати механічну роботу. У загальному випадку повний запас механічної енергії в довільному перерізі можна виразити співвідношенням

де z-енергія положення частинок рідини, або геометрична висота розміщення перерізу над лінією відліку висот; -енергія тиску або п’єзометричний напір; - швидкісний напір або питома кінетична енергія; -коефіцієнт кінетичної енергії (коефіцієнт Коріоліса), який залежить від характеру нерівномірності швидкості в поперечному перерізі:

деU - дійсна швидкість частинок рідини (рис.1).

Для порівняння величин енергії в різних перерізах потоку користуються поняттям питомої енергії

Закон збереження питомої механічної енергії описується рівнянням Бернуллі

де н_{в (1-2)}- величина втрат питомої механічної енергії (напору) рідини між перерізами 1 і 2 (рис.2).

Втрати напору можна розділити на втрати на прямолінійних ділянках труби (втрати на тертя) - н_{в. т} і втрати на ділянках, де змінюється швидкість (місцеві втрати), - н_{в. м.}

Втрати на тертя в трубах визначаються за формулою Дарсі-Вейсбаха

деl - коефіцієнт опору тертя (коефіцієнт Дарсі);

l - довжина труби;

d - діаметр труби.

Місцеві втрати визначаються за формулою

де x - коефіцієнт місцевого опору, який залежить від геометричних параметрів, стану кромок, шорсткості поверхні та числа Рейнольдса Re.

Рис.2. Діаграма рівняння Бернуллі

1.1.1 Лабораторна работа. Демонстрація рівняння бернуллі

Мета роботи:

1. З’ясування фізичної суті рівняння Бернуллі.

2. Побудова п’єзометричної та напірної ліній.

ОПИС УСТАНОВКИ. Гідродинамічна установка для демонстрації рівняння Бернуллі (рис.3) складається з довгого, горизонтально розташованого трубопроводу змінного перерізу зі змонтованими на ньому місцевими опорами (звуження, розширення, кран, коліно і т.п.).

Для вимірювання тиску в потоці на трубі встановлені п’єзометри і трубка Піто. Всі п’єзометри і трубка Піто виведені на один щит (батарейний манометр) ІV. Вода в трубу подається з напірного бака 1. Під час проведення експерименту в баці постійно забезпечується збереження постійного рівня води.

Виберемо вісь труби за лінію відліку висот. Тоді геометрична висота всіх вибраних на горизонтальній ділянці труби перерізів даної установки z_i=0.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДУ

1. Відкрити вихідний кран ІІІ.

2. Під час проведення досліду необхідно підтримувати постійним діючий напір. Це досягається регулюванням доступу води в бак за допомогою вентиля V. При цьому рівень води в нульовому п’єзометрі на батарейному манометрі повинен залишатися незмінним. Заміряти висоту напору Н₀ і занести результат до протоколу.

3. За допомогою бачка ІІІ та секундоміра визначити секундні витрати. Для цього секундоміром зафіксувати час ?_j наповнення бачка до об’єму W_j. Для зменшення помилки досліду виміри секундних витрат виконати тричі. Дані досліду ?_j і W_j занести до протоколу.

4. У протоколі слід також записати покази п’єзометрів н_i.