1474 (Метода № 1474), страница 3

В этой области прн расчете лз может быть использована известная форлб ла Блазнуса, которая выест вид 0,3 16 Д. = —,' «9) Отсутствие влияния шероховатости на сопротивление в первой области сопротивления физически объхс~шегся тем, по прн турбулентном режиме тсчсшш жидкости в трубе у сс степки имеет место тонкий ламииарнмй слой, е котором теченве происходит с малой скоростью без перемешивання.

В псрвой ооласти сопрозннлсння толщина этого слоя больше средней высоты бугорков шерохоакнзсти. Бугорки скрьпы внутри ламинарного слоя, обтекание их жидкостью происхозшз безотрывно и поэтому шероховатость па сопротивление лхпяпня нс оказывает. 1!одставнв формулу Блазиуса «9) н формулу Дарси «6) с учетом выражения лля числа Рсйнольдса «5), легко показать, что в первой области сопротивления потеря напора иа трение п„р пропорциональна скорости Л', а, следовательно.

и расхолу ж всгеиеин 1,75. - шпорая область - характеризуется тем, что коэффициент Я~ зависнг олновремепио как от числа Рсйпольдса Кь . так и от относительной шероховатости Л~г) . 1)апболее удобной а этом случае формулой, яыражаюшей эзу функцио- 15 нальную зависимость при турбуленгнол~ режиме течения, являешя формула Лзьтшуля, имен1шая слелуюгци11 вид: 1 бо Ь1 '"~ ,1, = 0,11~-- — + — ~ Ке г1 Ламинарный слой у стенки трубы при этом нмее~ толшнпу, соизмеримую с высотой бугорков шероховатости, поэтому последние оказывают соответствующее влияние иа сопротивление. По гсРЯ напоРа гг.,р л этой области пРопоРцнопальна скоРости в степени Ш, причем показатель степени 1Г1 пахе~апек я интервале от 1„75 до 2,0.

- третья обласгль - область больших Кй и ~/гг, где козффицне|п' лт пс зависит от числа йп, а определяется лишь относительной шерохоиатоеп ю Формула, оырсдс~пнопшя величину коэффициента Ат при э~ам получается из формулы Альтшуля «10), принимал в исй К е -+ со . Толщина лал1ипарпого слоя в этой области сопроззпзлспня исчезаюшс мала и бугорки шероховатости обтекьчотся турбулентным потоком.

вызывая появление я ~~ток~ дополнительных внхрезЪ, а, следоапгепьпо„н дополиизсльные позерн энергии при движении жидкости. 11сзавнсимосзь коэффициента Зч от числа Рсйпольдса в треп ей области гидравлического сопротивления определяет пропорцнональшкть потерь )з р то п1о квадрату скорости, а, следовательно, н квадрату расхода. Поэтому гпу область сопротнвлсшш часто назынакп областью квалратичзвого сопротивления или областью аизомодсльностзь Цель работы н лзезз~днка эксперимента 11ель работы заюпочастся в том„чтобы прл разных значениях расхода Д измеРить потсРю напоРа на тРсннс гг р по длине а пРлмой тРУбе посголипого диаметра, построизь зависимость г1„р о1 О, загсм подсчитать значения козффнцисита Дарси Х.

и числа Рсйцольдса Кс и построитьэксперимсззтальиую н расчетную зависимости Л от Кс . Экспсримензальпая установка «рнс. 6) состоит из испытуемого трубопровола 1, расход в котором изменяешя вентилем 2. Замер потери напора па трение гг р пронзнолигся иа прямом участке трубы длиной 1 и диаметром ы . ПотсРЯ напоРа п„р опРедшшстсл на основании показаний пьжзоме1Ров 3 н 4 прп малых расходах или но манвмсв ру 5 н пьсзомюгюру 4 при болыних расходах. Н, начинали вносить показания манометра 5 Я в акнлю образом, проволнтся 6 - 3 опьпоп, начиная от люнннмальиов о расхода и кончая максвюлюаьвв.вюым, Валлу того, мо ьчсроховатость внувреннсй поверхности испытуемого врубопровода мала„а величины чисел Рсввввольлса в опытах неаелцки, трубопровод может (лзсслватрвювлзться как юзюлражнючсски глалкий.

Обраоотка результатов зиспврнлюептв и пх анализ Обрабо юла результатов эксперимента залэпочается в подсчете следую»»вьюк веьюлчнн: Рис. 6. Схема ьваборкворввой установки. Для измерения расхода воды используется тров»в»ос колено 6. прсдставлякипсс собой месыюое гидравююьюческое сопри»им»ение. Как известно, каждое мссювюое гввдравьчнческое соввроввювьвсвювве, буду*ви прозарироаанньвм, может служить расходомсром.

В рсзуьвьзютюс предварительной зариронки тройного колена 6 получена зксперимептальнал зависимость потери напора О» а нем от расхода Д, характер которой показан на рпс. 6. Прн малых расходах зта зависимость близка к линейной, по при возрастании Д она приближается к параболе 2-й степени. В лаборатории нмссюся этот ю)ьафввк, выиоппснпьвй па мнллнмеьровой бумаге в увеличенном масвптвбс.

Пользуясь им, как показано стрслкамн на рис. б, можно но значениям Хв» достаточно точно определять расхол ь., Порядок иронеления работы сювсдуюоппвй. Рсв.улнровочньюм »вен»илом 2 устаювавдвввавот расход жвюдкости в трубе. Прн каждом значении расхода фнксвюрувотся и вносится в протокол повгаанввя пьезомстров О, и вю». Коюзва пьезомевричсская высота О, приблизится к предельному зпачеивпо, ко в орос может измерить пьсзометр 3, его откьввочаюот н в протокол амссго ° потери напора на трение ио ллине " ~,~ =Ц Н» плп 1» „= рь~~р~~~-Н~, ° расхода воды в трубе Д „определяется иа осювовапли показаний оьезюьмегра О» но гарировочному врафику (см.

Рнс. 6); л средней по ссчснпьо скорости волы в трубе - 1 = 40/(Лю1 ) ° ьюилла Рлввно.в дса злС юг»»1 Р, ° опытного значения кюювффввциевюта сопротивления на трение ио длине, или коэффициента Ларси. Из форлвулы Ларси (6) ° расчегнога значения коэффициента Ларси, в зависимости ою рсжилюа течения 64 0,316 . сели )~с — Нв„„илн 2» = .'г' —, сели 1ле > 1(с Кс ' ФКе* Фю ' Лалсс строятся два графика. 1)а псрвььй наносится зависимость потери напора на трение гв а от расхода волы 0 .

Эта зависилюость при лалюинарном режиме течения должна получиться линейной, а при турбулентном - в ввюдс кривой; близкой к параболе 2-й степени (см. рис. 7). Второй график представляет собой завнснмосвь расчетного значения козффишвсввта Л- ог числа Рейнольдса влС . На этот жс график »заносятся точки, соответствуилцис опытным значениям коэффициента д . Пример такого графика приведен на рвс. 8. Вследствие »вотрен»в»остей при эксперименте возможен некоторый разброс опытных точек. 18 О 5г 5ю Ея ' ю 12) Рис. 7. Пример зависимости нотсрь напора нз трснпс от расхода, построенной по рсзультатам зкспсримепта. Рзс.

8. Примср зависимости козффнднспта Дарси от числа Рейнольдзз, построснной по результатам зксперимепга. Вайиратарююая рабата М 4 ОВРКДЕВЕНИК КОЭФюзюИЦИЕНТА МЕСТНОГО СОПРОТИВЛЕ5! ИЯ ПРИ НОРМАЛЬНЫХ И КАВИТАЦИОННЫЕ ТЕЧЕНИЯХ Освонннс снсдеиыи Гндравгюнчсскюгс погори (патсргю полного напора, или удсльной эююергюююю) могут быль двух видов: ююеюсрюю на трспнс по длиис и мсстиые погори. В данной работс расслюатриваются ъюестныс погори напора, обусловаеиныс так назывзсмыми мсстными гидраввичссююми сопротивлсниями. Последиис прсдсзаюеюг собой мсстпыс измспспия формы и размера русла, вызывакящюе дсформацню потока и связанные с иею доиолюпгтсльныс вихри.

'Протейзпюлш меогпыми соююротюгвлспююямюю являюотея расюпирглшс, сужсиис н ююоаорот русла ютрубьг). Волос сложньм сопротивления прсдстаюмюг собой комбинации псречислеиных проегейюшюх. В данной работс проводятся испытания местного гзюлрзвгюююческого сопротиююспня, в качсствс которог.о исполгпуюпся так иьпынасмая трубка Вснтурп грюгс. 9). Огюа состоит нз сопла плавно сужмоюдсго поток и дююффузора постспсгюио ого расишряююцего. Мсстююьюс погори напора чашс всего пропорциональны квадрату расхода, поэтому нх асличииу принято онрсдслять пропорционально скоростному иапору по форлюулс Всйсбаха юде: Р - срсдююял по ссчснню скоросюь в зрубоююроводе. в котором устаповлспо дзннос местнос сопршивлспнс. если жс трубопровод менясг свос проходное ссчспис, то скорость пзобходплюо взять а трубопроводс с меньшой плоююгзгюьюо сечения; 6 - безразмерный ьоэффициспт пропорциоивльпосюи, иазывасмый козффициситом потсрь или коэффнциспюом сопротнвлсиия.

Коэффициент 4' опрсдслястся в основном формой мсстного сопротиалсиия и для данного сопротивления в болынпнстас случзсв лвлясгся вслгю~юююгюой примерно постоянной. Однако в тех случаях, когда в месзтюом гндравличаском сопротивлении поток сужается, как, например, а трубкс Вснтури, кстюффюююпюеню.

сопротивления можст оказаться завнсюцил» от абсогпотного давления жидкости в суженном ссчснин. Доло в том, что в месге сужсння скорость ююгока увеличивастся, а давление умсньшастся. и, соли абсолютное давление р,г, в этом места приблюеится и лаалсншо насыщснньюх паров р„юнююю сделается равным этому дзвлсюеию, го воз»»икаег явлспнс, называемое навигацкой.

Кавнтацня — это я»ьте»»ис, связаш»ос с мссп»ьтм нару<»минем сплошиост»» тсчсшш, сопровождающееся образованием паровых и газовых пузырей (кансрн), обусловленное месгныл» палспнсм павлония в потоке. Другими словами, при кавнтацин происходит интенсивное парообразованис (кнпснис) жидкости и выявление нз исс ранее растворенных газон. В расширяющейся части потока (в лиффузоре) скорость уменьшается, а лавлснис возрас»ает, выделившиеся <шры копдсисируются, а газы ш>сгепетшо отката растворшотся в килкосги.

Кав»»тация сопровождается характерным в>умом и вибрацией установки, а ори л>пгге>»ьпоьт с)чцсствовшп»т» этого режима - постепенным р<с»рушс»»»»см (эрозией) металлических стопок. Объясняе>ся это зеь», что в местах копие»капни пу>ырьков пара на степках возникает точечные повышения давления ло лвух и бо>»сс тысяч атмосфер, то есть происхолят как бы улары по стет»кс острым инструментом. '.Эрозия мст»о»>»»»чсск»тх стенок прн канн шцин пронсхопит нс там, гпс вылов>потся Пузырьки пара, а там, гпе онн конлспсируются.

Для удобства наблюлсния явления хав»папин трубка 13еитурн в лабораторной уста»»ояхе вьшолнеиа нз нрозра шого материала. При небольшом открытии рстулировочного крана перел трубкой и. слсЛовшс>»ь»»о, прн малых значениях расхола н скорости жидкости, палелне лввлсипя в узком месте трубки незначительно, поток вполне прозрачен и кавитация отсутствует. При постепенном открывании к(х>на происходит увеличение скорости в трубке и палсинс абсолютного давления л узком месте Р,с, При >»ск<пором зпачсцит» этого давления в узком месте трубки появляется отчетливо видимая зона кавитацнн, обусловленная сначала выделением газов, а затем и паров жидкое» и. Ус>»сансы возникновения кавнтацни приближенно можно считать равен- ство 2! газов привалит к тому, что в месте кавнтации срелняя плотность движущейся среды Р,р значительно уменьшаетсл.

Это означает, что при том же весовом расколе, рваном и той жс плошали сечения 5, скорость движения частиц жилхости в потоке резко увсличивастсл, а п»Лравлпчсскис потери возрастают, как уже известно. пропорционально кнвпрату скорости. Ноль работы и метелица эксперимента 12сль рабо»ъ< закпочасгся в том. чтобы при раз»тых расхолах волы измерить потер»о напора (илн давления) в трубке Ве<пури и величину ваку)ыа в сс узкол» сечении, затем определить значения коэффициента сопротивления 4' трубя»» Всгпури и построить зависимость этого коэффициента от абсолтот»того Лавлеиия в узком ссчсинн.