Изучение напора по длине при равномерном движении жидкости в трубе

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

 

Государственное образовательное  учреждение  высшего профессионального  образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра автоматизации производственных процессов

 

 

 

Лабораторная  работа

Изучение  напора по длине при равномерном  движении жидкости в трубе

 

 

 

Исполнитель:

Студент     4  курса

Факультет: ИАТ

Специальность: 190601

Шифр 6620300061

Липко Д.Ф

                 

                                                                                                    Руководитель Маринова О.А.

                                                                                              Дата защиты__________________

                                                                                              Оценка _______________________

                                                                                              Подпись руководителя__________

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2009

 

 

 

Лабораторная  работа №4

Изучение  напора по длине при равномерном  движении жидкости в трубе

 

Цель работы:

1Установление области гидравлического  сопротивления при движении жидкости  в трубе.

2. Определение опытных значений  коэффициента гидравлического трения .

Схема лабораторной установки:

1.горизонтальная труба 2.насос  3. Приемный бак 4. Напорный бак  5. Приемные отверстия

6.Пьезометрические трубки 7. Вентиль  8.термометр 9. Уровнемер 10.Мерный бак

11. Обратная труба  12. Кран

 

 Исходные данные.

Диаметр трубы: 

Площадь нормального сечения потока: ;

Длина рабочего участка трубы: l=1,91 м;

Относительная длина: 

Кинематический коэффициент вязкости:

Объём жидкости в мерном баке:

 Расчётные  формулы.

При равномерном движении жидкости в трубе круглого сечения потери напора по длине  рассчитываются по формуле Вейсбаха – Дарси:

 - диаметр и длина трубы;

- коэффициент гидравлического  трения;

 – средняя скорость течения в трубе.

3.1 Коэффициент гидравлического  трения  в общем случае зависит от относительной шероховатости трубы и от числа Рейнольдса, тогда запишем:

При ламинарном движении зависимость (2) представляется формулой Стокса, полученной теоретическим путём:

В этом случае по зависимости (1) является линейной функцией скорости

 

При турбулентном течении зависимость  перестаёт быть линейной. При этом различают три области гидравлического сопротивления.

 

Область сопротивления  гладкой стенки.

Коэффициент гидравлического трения определяется по закону Блазиуса: в  этой области потери насоса пропорциональны  скорости в степени 1,75.

 

 

 

До квадратическая область сопротивления.

В этой области потери насоса пропорциональны скорости в степени, изменяющееся в пределах от 1,75 до 2. Коэффициент гидравлического трения определяется по закону Колбрука:

Квадратичная  область сопротивления.

В этой области потери насоса пропорциональны  квадрату скорости. Коэффициент гидравлического трения не зависит от числа Рейнольдса и определяется по формуле Праидля – Никурадзе:

4. Таблица.

№	Пьезометрическая  высота (см)		Время наполнения объема  (сек)	Потеря напора hтр	Расход Q∙10-3 м	Средняя скорость 4Q/𝝅d2	Скоростной напор V2/2g∙10-2	Re	𝝀
1	100	72	11,6	28	0,00086	1,72	14,57	36415	0,025
2	115	90	15,9	25	0,00063	1,26	7,75	19382	0,042
3	135	115	29,1	20	0,00034	0,69	2,31	5786	0,113

 

Экспериментальные данные.

1 Расход жидкости за время t определяется по формуле.

2 Скорость определяется:

3 Определим скоростной напор:

4 Определим число Рейнольдса:

5 Определим потерю напора:

6 Определим коэффициент гидравлического  трения опытное значение: