Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси




Скачать 170.87 Kb.
НазваниеЭти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси
Дата21.09.2012
Размер170.87 Kb.
ТипДокументы
ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Определить по опытным данным, воспользовавшись формулами (1) и (3), значение коэффициента гидравлического трения и величины коэффициента для трех видов местных сопротивлений;

2. Установить, воспользовавшись соотношениями А. Д. Альтшуля или же графиком Никурадзе (см. рис. 1) области гидравлического сопротивления, в которых работали участки напорного трубопровода;

3. Вычислить значения коэффициентов гидравлического трения по соответствующим эмпирическим формулам;

4. Найти справочные значения коэффициентов местных сопротивлений
( по таблице, и вычислить по формулам (4), (5),(6)).


5. Оценить сходимость и с их расчетными справочными значениями.

Экспериментальными исследованиями установлено, что при движении жидкости часть полного напора (энергии) затрачивается на преодоление работы вязкостных и инерциональных сил, т. е. возникают потери напора.

При равномерном движении жидкости гидравлическое сопротивление, проявляющееся равномерно по всей длине потока, называют сопротивлением по длине, а вызываемые им потери напора, – потерями напора по длине (hl). Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха:

(1)

где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси). Величина коэффициента  характеризует гидравлическое сопротивление трубопровода и зависит в общем случае от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости э/d трубопровода, т. е.
 = f (Re, э/d);

l, d – длина и внутренний диаметр трубопровода;

– средняя скорость движения потока жидкости.

э – абсолютная эквивалентная шероховатость.

Величину коэффициента  при гидравлических экспериментах вычисляют по опытным данным из формулы (1). При гидравлических же расчетах – по эмпирическим и полуэмпирическим формулам, например, при ламинарном режиме п= 64/Rе (2), а при турбулентном режиме движения и работе трубопровода в области доквадратичного сопротивления – по формуле А. Д. Альтшуля:

(2)

Величину абсолютной эквивалентной шероховатости э при расчетах берут из справочной литературы в зависимости от материала трубопровода и состояния его внутренней поверхности. Например, для труб из органического стекла э = 0,006 мм, а для стальных водопроводных умеренно заржавленных труб э = 0,20…0,50 мм.

Область гидравлического сопротивления при расчетах определяют или непосредственно по графикам = f (Re, э/d), полученным опытным путем для труб из различных материалов и приведенным в справочной литературе, например, по графику Никурадзе (рис. 1), или же с помощью соотношений 10d/э и, 500d/э, предложенных А. Д. Альтшулем на основе использования упомянутых графиков. В последнем случае поступают следующим образом.

Вычисляют соотношения 10d/э и 500d/э и сравнивают их с числом Рейнольдса Re = d/. При этом, если, , трубопровод работает в области гидравлически гладких труб. Если , трубопровод работает в области квадратичного сопротивления. Если же 10d/э < Re < 500d/э, трубопровод работает в области доквадратичного сопротивления.





Рис. 1. График зависимости коэффициента гидравлического трения  от числа Рейнольдса Re для труб с различной относительной шероховатостью /d (график Никурадзе). I-I – зона вязкостного сопротивления; II-II – область гидравлически гладких труб; II-II и АВ – область доквадратичного сопротивления область справа от АВ – область квадратичного сопротивления


Следует иметь в виду, что для каждой области гидравлического сопротивления предложены и используются при гидравлических расчетах свои формулы для вычисления коэффициента .

Другой вид гидравлических сопротивлений, возникающих в местах резкого изменения конфигурации потока, называют местным сопротивлениями, а вызываемые ими потери напора, — местными потерями напора (hм).

При прохождении через любое местное сопротивление поток жидкости деформируется (рис.2), вследствие чего движение становится неравномерным, резко изменяющимся, для которого характерны:

а) значительное искривления линий потока и кривых сечений потока;

б) отрывы транзитной струи от стенок трубопровода (ввиду действия закона инерции) и возникновения в местах отрыва устойчивых водоворотов;

в) повышенная (по сравнению с равномерным движением) пульсация скоростей и давлений;

г) изменение формы (переформирование) эпюр скоростей.




Рис. 2. Схемы движения жидкости при резком (внезапном) изменении сечения трубопровода: а) резкое расширение трубопровода; б) резкое сужение трубопровода


Местные потери напора при гидравлических расчетах вычисляют по формуле Вейсбаха:

, (3)

где – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом местного сопротивления; – средняя скорость потока в сечении за местным сопротивлением, т. е. ниже по течению (если скорость , как исключение, принимается перед местным сопротивлением, это обязательно оговаривается).

Величина коэффициента зависит в общем случае от числа Рейнольдса и от конфигурации, т. е. формы проточной части местного сопротивления. В частном случае, когда трубопровод, на котором расположено местное сопротивление, работает в области квадратичного сопротивления, величина коэффициента от не зависит.

Величину для каждого вида местного сопротивления определяют по данным гидравлических экспериментов, пользуясь формулой (3). полученные таким образом значения коэффициентов для различных видов местных сопротивлений (обычно при квадратичной области сопротивления) приводятся в справочной и специальной литературе, откуда и берутся при гидравлических расчётах. Исключением является резкое расширение и резкое сужение трубопровода (см. рис. 2 а, б), для которых численные значения координаты определяются по формулам, полученным теоретически. Так, при резком расширении трубопровода, когда средняя скорость в формуле (3) взята перед местным сопротивлением, т. е. ,

, (4)

если же скорость берется за местным сопротивлением, т. е. ,

(5)

Коэффициент сопротивления при резком сужении трубопровода () принято относить к скорости после сужения. При этом

, (6)

где – коэффициент сжатия струи.

В формулах (4), (5), (6) площадь поперечного сечения трубы перед местным сопротивлением, площадь поперечного сечения трубы за местным сопротивлением.


ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ


Установка (рис. 3) представляет собой систему напорных трубопроводов с последовательно расположенными на нем гидравлическими сопротивлениями (по длине и местными). К каждому гидравлическому сопротивлению подключено по два пьезометра (перед и за ним). Все пьезометры для удобства работы выведены на щит 4. Для регулирования расхода воды в системе служит вентиль 2. Величина измеряется с помощью мерного бака 1 и секундомера. 3. Подача воды в систему осуществляется из питающего резервуара 5 по трубе  открытием задвижки. Постоянный уровень воды в резервуаре 5 (для обеспечения установившегося движения в системе) поддерживается переливным устройством. Вода в резервуар 5 подается центробежным насосом.




Рис. 3. Схема установки


ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ОБРАБОТКА
ОПЫТНЫХ ДАННЫХ.


1. При закрытом вентиле 2  включить насос и обеспечить подачу воды в питающий резервуар 5. После наполнения водой резервуара и стабилизации уровня воды в нем (переливное устройство должно при этом работать) следует плавным открытием вентиля 2 подать воду в систему трубопроводов. Далее, необходимо измерить: отметки уровней воды в пьезометрах, расход воды в системе (с помощью мерного бака 1 и секундомера 3, а так же ее температуру (термометром в резервуаре 1). Результаты измерений для двух опытов (при разных расходах воды) записать в таблицу 1.

2. Обработать опытные данные в соответствии с таблицей 2.


Таблица 1

Наименование измеряемых и вычисляемых величин

Ед. измерен.

Участок прямой трубы 1

Участок прямой трубы 2

Внезап. сужение потока

Внезап. расшир. потока

Участок прямой трубы 3

Номера сечений




9

10

11

12

10

11

12

13

13

14

Диаметр трубы, D

м






















Пл. сечения,

м2






















Показания пьезометра (отметка уровня воды в нем)

м































Мерный объем жидкости, W

м
















Время наполнения мерного объема, t

с
















Температура воды, Т

оС
















Длина участка прямой трубы, L

м

















































Таблица 2




Расход воды,

м3













Средняя скорость

м/с




























Скоростной напор в сечении



м

























Полный напор в сечении, Hi

м































Местные потери напора, hм

м






















Потери по длине, hl

м



















Опытный коэффициент местных потерь,
























Справочный коэффициент местных потерь,

































Число Рейнольдса Re =



























Опытный коэффициент гидравлического трения,



























Расчетный коэффициент гидравлического трения,




























КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Напишите и поясните формулы Дарси-Вейсбаха и Вейсбаха.

2. Поясните, как опытным путем определяют величины коэффициентов  и

3. Что характеризуют коэффициенты  и от каких факторов в общем случае они зависят и как их определяют при гидравлических расчетах?

4. Объясните, что такое э и э/d, как найти величину э при гидравлических расчетах.

5. Назовите области гидравлического сопротивления трубопроводов и объясните, как определяют область сопротивления при гидравлических расчетах.

6. Изобразите схемы движения жидкости при резком повороте трубы на 900, а также при резком расширении и резком сужении трубопровода и дайте пояснения к ним, указав, что характерно для движения потока при протекании его через любое местное сопротивление.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика. М.: Высшая школа. 2008. 200 с.



ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ


1. Отчет оформляется на двойном тетрадном листе.

2. Первая страница отчета содержит титульный лист методического пособия с указанием фамилии студента, выполняющего работу и преподавателя, принимающего работу.

3. Последующие страницы содержат:

- цель работы;

- основные теоретические сведения (кратко);

- схема лабораторной установки;

- основные формулы для расчета;

- итоговую таблицу с результатами опытов и вычислений;

- выводы по результатам работы.


ДЛЯ ЗАМЕТОК





ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


К а ф е д р а «Теоретические основы теплотехники и гидромеханика»


ИЗУЧЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ НАПОРНОГО ТРУБОПРОВОДА С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ КОЭФФИЦИЕНТОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ
И МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ



Указания к компьютерной

лабораторной работе № 15


Самара

Самарский государственный технический университет

2008

Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ


УДК 536.24 (07).


Изучение гидравлических сопротивлений напорного трубопровода с определением коэффициентов гидравлического трения и местных сопротивлений: метод. указ./ Сост. Р.Ж. Габдушев, Д.А. Довгялло. Самара, Самар. гос. техн. ун-т; -2008. 8 с.


Методические указания предназначены для студентов спец. 1005, 1007, 1008 и других родственных специальностей при выполнении ими лабораторных работ по курсу «Гидромеханика».


Ил. 3. Табл. 2. Библиогр. 1 назв.


Составители: Р.Ж. ГАБДУШЕВ, Д.А. ДОВГЯЛЛО

Рецензент: д-р техн. наук, проф. В.А. КУДИНОВ


© Р.Ж. Габдушев, Д.А. Довгялло составление, 2008

© Самарский государственный технический университет, 2008


Изучение гидравлических сопротивлений напорного трубопровода
с определением коэффициентов гидравлического трения
и местных сопротивлений:



Составители: Габдушев Руслан Жамангараевич

Довгялло Данила Александрович


Редактор В. Ф. Е л и с е е в а

Технический редактор В. Ф. Е л и с е е в а


Подп. в печать 07.06.08. Формат 60х84 1/16. Бум. офсетная. Печать офсетная.

Усл. п. л. 0,7. Усл. кр.-отт. Уч-изд. л. 0,69. Тираж 50. Рег № 231.

__________________________________________________________________________


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

Главный корпус.


Отпечатано в типографии

Самарского государственного технического университета

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

Корпус № 8.


Похожие:

Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconТрение. Сила трения. Коэффициент трения скольжения
«трения» как физического явления, объяснить природу и особенности её возникновения, охарактеризовать виды силы трения
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconРоссийской Федерации Федеральное агентство по образованию Марийский государственный технический университет
В через стабилизатор с коэффициентом стабилизации к = 30 от общего с усилителем блока питания. Коэффициент влияния колебаний напряжения...
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconСписок рейтинговых журналов с коэффициентом Impact Factor выше 0,6

Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconТике (база 9 классов)
Формулы корней квадратного уравнения с четным вторым коэффициентом (ах² + 2кх + с =0)
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconОбработка результатов эксперимента
При прямом измерении величины Х получают ряд наблюдений: х1, х2, хn. Результат прямого измерения вычисляют по формуле
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconКонсультации и разъяснения
Фер к тер. Тот же песок по ферм8 (носитель) с коэффициентом, а при вскрытии и восстановлении асфальта на основание из песка цена...
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconОпределение точки росы методом пьезокварцевого микровзвешивания
Чувствительным элементом в таких устройствах является пьезоэлектрический кварцевый резонатор (пкр), характеризующийся низким температурным...
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconК. И. Зырянов Институт вычислительных технологий со ран
Лтп и подавления турбулентности. Как известно [3], при умеренном термическом возбуждении этот эффект описывается коэффициентом объёмной...
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconПравительства Российской Федерации от 6 февраля 2012 г. №96
Налогового кодекса Российской Федерации включаются в состав прочих расходов в размере фактических затрат с коэффициентом 1,5
Эти потери в круглых трубопроводах, работающих полным сечением, вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха: (1) где  – безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом гидравлического трения (коэффициентом Дарси iconПравительства Российской Федерации от 6 февраля 2012 г. N 96
Налогового кодекса Российской Федерации включаются в состав прочих расходов в размере фактических затрат с коэффициентом 1,5, изложить...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница