Лабораторная работа 2 ldquo;Демонстрация уравнения Бернуллиrdquo; Студент- Кузин А

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Тольяттинский государственный университет

Кафедра “ Энергетические машины и системы управления”

Лабораторная работа №2

“Демонстрация уравнения Бернулли”

Студент: Кузин А. В.     

Группа: МСб-1101

Преподаватель: Сайриддинов С. Ш.

Тольятти 2013г.

1.  Цель работы:

Ознакомиться и понять смысл уравнения Бернулли, уметь применять его для решения практических задач.

1.  Уравнение Бернулли:

Закон сохранения энергии для установившегося потока несжимаемой жидкости в поле сил тяжести выражается уравнением Бернулли:

               Z1 + P1/γ + α1υ12/(2g) = Z2 + P2/γ + α2υ22/(2g) + hw ,             (4.1)

или уравнение (4.1) можно записать в виде:

                       Z1g + P1g/γ + α1υ22/2 = Z2g + P2g/γ + α2υ22/2 + hwg .             (4.1а)

Все величины, входящие в уравнения (4.1) и (4.1а), имеют геометрический и энергетический смысл (табл. 4.1)(рис. 4.2).

Таблица 4.2:

Величина	Энергетический смысл		Геометрический смысл
Zg	Удельная потенциальная энергия положения	Z	Геометрическая высота от плоскости сравнения до центра тяжести сечения потока
Pg/γ	Удельная потенциальная энергия давления	P/γ	Пьезометрическая высота, замеряемая от центра тяжести сечения до уровня жидкости в пьезометре
αυ2/2	Удельная кинетическая энергия	αυ2/(2g)	Скоростная высота, замеряемая по разности высот в пьезометре и трубке Пито
Zg+Pg/γ+αυ2/2	Полная удельная энергия	H	Гидродинамический напор
hwg	Потеря энергии между рассматриваемыми сечениями	hw	Потеря напора, замеряемая по разности полных напоров в двух сечениях

Каждое слагаемое уравнения Бернулли выражает энергию, отнесенную к одному килограмму веса жидкости, т.е. удельную энергию, и тогда уравнение можно назвать балансом удельной энергии потока жидкости с учетом потерянной энергии.

Коэффициент α характеризует неравномерность распределения скоростей в поперечном сечении потока и представляет собой отношение истиной кинетической энергии потока к кинетической энергии, вычисленной по средней скорости. Для труб при турбулентном режиме α = 1,1. При решении инженерных задач α = 1.

Уклоны.  Удельная энергия вдоль потока жидкости изменяется. Если считать, что изменение ее равномерно идет вдоль потока, иногда можно потерю энергии изобразить прямыми линиями и получить геометрическую, пьезометрическую и напорную линии (4.1).

Рис. 4.1.   Построение линий полного и пьезометрического напоров при течении жидкости в трубе.

Геометрический уклон:

                                            I = (Z1 – Z2)/l1-2                                                            (4.2)

есть тангенс угла наклона геометрической линии между сечениями к горизонтальной плоскости. Геометрический уклон показывает потерю удельной энергии положения, приходящейся на единицу длины:

Пьезометрический уклон:

                              Jp =((Z1 + P1/γ) – (Z2 + P2/γ))/l1-2 .                     (4.3)

Пьезометрический уклон показывает потерю удельной потенциальной энергии, приходящейся на единицу длины.

Гидравлический уклон:

                                   J = hk/l1-2 = (H1 – H2)/l1-2 =                            (4.4)

=((Z1 + P1/γ +α1υ12/(2g)) – (Z2 + P2/γ + α2υ22/(2g)))/l1-2 .

Гидравлический уклон показывает потерю полной удельной энергии, приходящейся на единицу длины.

Геометрические и пьезометрические уклоны могут быть как положительными, так и отрицательными. Гидравлический же уклон может быть только положительным, т.к. полная удельная энергия вдоль потока жидкости теряется при движении жидкости.

Величину средней скорости можно вычислить по уравнению:

                                                                                      ______

                        hυ = αυ2/(2g) ,            откуда:     υ = √2ghυ/α .             (4.5)

Значение α = 1,1.

1.  Программа работы:

1.  Проследить за изменением величины потерь по длине исследуемой трубы и характером уклонов.
2.  Уяснить значение трубки Пито.
3.  Построить необходимый график.

4. Описание лабораторной установки

   и указания к выполнению работы:

Работа производится на установке, представленной на рис. 4.1.

Рис. 4.2.   Пример геометрической интерпретации уравнения Бернулли.

Открыть вентиль 1, одновременно приоткрывая вентиль 2, добиться, чтобы во всех трубках можно было замерить уровни жидкости в них. Высоту в трубке Пито 1 сечения задает  преподаватель каждому студенту, высоту в 5 сечении установить так, чтобы можно было снять замер. Снять показания  в пьезометрах и трубках Пито и занести в табл. 4.3. После опыта закрыть вентиль 1 и полностью открыть вентиль 2.

Занести в табл. 4.3 (графы 2 и 3) значения горизонтальных расстояний между сечениями (l), геометрические высоты (Z) из табл. 4.2.

Таблица 4.2:

№ сечений	l, см	Z, см
1	l1-2 = 30,7	Z1 = 8,8
2	l2-3 = 24,7	Z2 = 6,55
3	l3-4 = 22,7	Z3 = 4,73
4	l4-5 = 30,8	Z4 = 3,06
5		Z5 = 0,8

Таблица 4.3:

№ сеч	l, см	Z, см	Hc,  см	H, см	hw, см	hv, см	V, см/с	Уклоны
								iz	Jp	i2
1	30,7	8,8	52	54	2	2	59,7	0,073	0,065	0,065
2		6,55	50	52		2	59,7
	24,7				3			0,073	0,405	0,121
3		4,73	40	49		9	126,7
	22,7				25			0,073	0,749	1,101
4		3,06	23	24		1	42,23
	30,8				1
								0,073	0,032	0,032
5		0,8	22	23		1	42,23

Записать значение Нс и Н в графы 4, 5, вычислить потерю напора hw  =                 = H1 – H2 , значение скоростной высоты hυ = H1 – Hc1 для каждого из сечений. Величину средней скорости рассчитать по уравнению (4.5). После выполнения табл. 4.3 построить график изменения геометрического, пьезометрического и скоростного напоров по длине трубы в масштабе 1:10.

1.  Контрольные вопросы:

1.  Написать уравнение Бернулли для установившегося потока несжимаемой жидкости и пояснить его. Чем его можно подтвердить в данной работе?
2.  Что понимается под удельной энергией и какова ее размерность?
3.  Назначение трубки Пито, что с ее помощью можно определить?
4.  Как определяются уклоны, какие из них могут принимать положительные и отрицательные значения?
5.  Где можно применить уравнение Бернулли?

1. ПРОСВЕЩЕНИЕ А АБСТРАКЦИОНИЗМ см
2. 022012 Одна из многих проблем с которой сталкивается современный российский мусульманин внутри
3. Методика опрацювання прикметника у початкових класах
4. тема нормативных документов по энергетической эффективности зданий 2 Тепловой
5. доиндустриального общества
6. 1995 гг государственной политики по стимулированию конкуренции и демонополизации экономики наметились позит
7. Основы психометрии1
8. Независимость мисс Мэри Беннет Колин МаккалоуНезависимость мисс Мэри Беннет Сканир
9. Тема урока Расцвет Руси при Ярославе Мудром Имя урока Почему княз
10. Основные понятия используемые в системе налогообложенияв виде единого налога на вмененный доход для отдел
11. Реферат по основам теории государства и права
12. При створенні компонента тобто обєкта класу Component автоматично формується його графічний контекст grphics
13. Лекция 18 ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГНОСЕОЛОГИИ 1
14. Шарапов Иршат Фаткулович
15. Философия марксизма
16. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПСИХОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ МНОГОДЕТНЫХ СЕМЕЙ [2.html
17. социальный институт
18. Предельные величины Экономическая эффективность Разделение труда специализация и обмен
19. ветеринарная санитария и гигиена переработки сырья и производства продуктов животного происхождения
20. Личность преступника как источник преступного поведения

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе