Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
трубопровода круглого сечения
по дисциплине «Механика жидкости и газа»
для студентов всех форм обучения машиностроительных
специальностей
Екатеринбург
2004
Научный редактор доц., канд. техн. наук А.В.Некрасов
трубопровода круглого сечения:
Методические указания к лабораторной работе по
дисциплине «Механика жидкости и газа» / Н.Е. Лаптева.
Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004.11с.
Данная работа содержит описание лабораторной работы: приведена схема установки, указан порядок проведения опытов и обработки результатов экспериментов.
Библиогр.: 2 назв. Рис. 2 . Табл. 2.
Подготовлено кафедрой гидравлики.
© ГОУ ВПО «Уральский государственный
технический университет –УПИ», 2004
Гидравлическое сопротивление по длине трубопровода обусловлено силами внутреннего трения и прямо пропорционально длине потока. Потери напора hl, вызываемые гидравлическими сопротивлениями по длине цилиндрической трубы, определяются по формуле Дарси
hl=λ,
где λ – коэффициент гидравлического трения;
l – длина трубопровода;
d – диаметр трубопровода;
V – средняя по сечению скорость потока.
При ламинарном режиме движения коэффициент трения λ является функцией числа Рейнольдса (Re) и определяется по формуле
λлам.=.
При турбулентном режиме движения различают три зоны (области) сопротивления: зону гидравлически гладких труб, зону гидравлически шероховатых труб и переходную зону. В зоне гидравлически гладких труб толщина ламинарной плёнки (δ), образующейся вдоль стенок трубы, больше высоты неровностей шероховатости (∆) на стенке трубы: δ > ∆. В этой зоне коэффициент трения (λгл.) не зависит от шероховатости трубы и является функцией только числа Рейнольдса. При значениях Re < 105 коэффициент трения λгл. может быть определён по эмпирической формуле Блазиуса
λгл.=.
В зоне гидравлически шероховатых труб толщина ламинарной плёнки меньше высоты выступов шероховатости (δ < ∆). Коэффициент трения для зоны шероховатых труб (квадратичной зоны) λкв. зависит только от относительной шероховатости и может быть вычислен по формуле
λкв=0.11()0.25,
где - относительная эквивалентная шероховатость.
3
В переходной зоне (зоне смешанного трения) толщина ламинарного слоя приблизительно равна высоте выступов шероховатости (δ∆), поэтому коэффициент трения λсм.тр. в этой зоне является функцией как числа Рейнольдса, так и относительной шероховатости. Он может быть вычислен по обобщенной формуле Альтшуля
λсм.тр.= 0.11( + )0.25.
2. Цель работы
Схема лабораторной установки (рис.1) включает: 1-напорный бак, в котором уровень воды поддерживается на постоянной высоте; 2 - вентиль; 3 - трубопровод с внутренним диаметром d = 20мм; 4, 5-пьезометры, присоединённые к рабочему участку трубопровода длиной l; 6 - вентиль; 7- мерный бак с водомерным стеклом 8 для измерения расхода ; 9 -сливной кран.
4. Порядок проведения опытов
4
наполнения фиксированного объёма W и показаний п пьезометров p1/ и p2/.
5. Обработка результатов опытов
Результаты измерений и вычислений записываются в табл. 1 и 2. При обработке результатов экспериментов вычисляются следующие величины.
λ=λ/λ=hl/hl+5d/d+l/l+2W/W+2t/t,
где -абсолютная максимальная погрешность измеряемой величины, определяемая точностью прибора. Обычно принимают: d = 0.1мм; W = 0.2 наименьшего деления шкалы мерного стекла; t = 0.5 цены наименьшего деления шкалы секундомера. Погрешностью измерения длины трубы можно пренебречь. Оценку точности величины λ произвести для одного из имеющихся значений Q.
5
6
Таблица 1
|
№ |
Наименование |
Номер опыта |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
1 |
Интервал времени замера t, с |
||||||
|
2 |
Объём воды W, м3 |
||||||
|
3 |
Расход воды Q,м3/с |
||||||
|
4 |
Диаметр трубы d,м |
||||||
|
5 |
Длина участка l,м |
||||||
|
6 |
Площадь d2 /4, м2 |
||||||
|
7 |
Средняя скорость течения V, м/с |
||||||
|
8 |
Величина p1/, м |
||||||
|
9 |
Величина p2/, м |
||||||
|
10 |
Потери напора hl,м |
||||||
|
11 |
Коэффициент λ |
||||||
|
12 |
Температура воды |
||||||
|
13 |
Вязкость , м2/с |
||||||
|
14 |
Критерий Re |
Таблица 2
|
№ |
Наименование |
Номер опыта |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
1 |
Диаметр трубы d,м |
||||||
|
2 |
Коэффициент λ |
||||||
|
3 |
Критерий Re |
||||||
|
4 |
d/∆э (по графику Мурина ) |
||||||
|
5 |
Шероховатость ∆э, мм |
||||||
|
6 |
∆э среднее, мм |
7
Число Рейнольдса Re
Рис.2. График Г.А. Мурина для круглых стальных труб
8
6. Содержание отчёта
7. Контрольные вопросы
3. По какой формуле определяется коэффициент трения при ламинарном режиме?
9
_______________
10
Гидравлическое сопротивление по длине трубопровода круглого сечения
Составитель Лаптева Наталия Ефимовна
Редактор Л.Ю.Козяйчева
Подписано в печать 27.01.2004 Формат 60x84 1/16
Бумага типографская Плоская печать Усл. Печ. л. 0,70
Уч.- изд. л. 0,47 Тираж Заказ Цена “С”