1474 (521733), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Схема экспериментальной установки показана на рнс. 9, Олиак<>, например, лля холодной волонроводной воды, содержащей бо>н,шос количество растворенного возлуха, кавитация начинается раньше, тзь при лав>ввп»н Р„„, которое несколько больше давления насыщенных паров Возникновение кави»а»»и»» в юм или т»»»сян местном сопротивлении, например, в трубке Вснтури, влечет за собой резкое возрастание сопротивления лвижени»о жидкости и.
следовательно, значительное увеличение коэффициента сопротивления ч ланного устройства. Объясняется зго тем, что превращение части жилкосги в пар и выделе»»»»с Р»»с. 9, Схема лабораторной установки. Вода из яолопровола подастся но трубс лнамстром ст» через рсгулировочиый крап 1 к испытуемой трубке Веитурн, ланленис перед которой измерас»ся п(в» помощи пру'хинного мв»»смотра 2. Выполненная нз стекла трубка Всцтури 3 имеет узкое сечение (»орлови- иу) лиамсзрам г)з .
В эзолз сечении лвалспнс измсрысгся ири помощи присоединенного прулпгиного вакуумва.-гра 4. Из трубки Вси гури вода вьзтскаст в атмосферу, причем лиамстр выхощюго сечения г)з равен диаметру трубы г), . Для измерения расхола воды служат гс жс мерный бск 3 и электросскупдомср б, которые использовались лля ггой пели в лабораторной рабаз е М 1 (см.
рис. Зб н Зн). Порядок проведения работы следующий. Вначале пзмсрястсл ясли пша атмосферного давления по барометру )з„. Дзлсс лля ряда зиачспцй расхода (разиькс сзсисисй открытия лраиа 1„начиная от мппнмалыюго) производится замер следу~ашик величии: - время г налива определенного объема И' па секундомеру; - давление юю входе а трубку Всптури по показаиияга пружищюго мано- метра Рь - вакуум а гарлоаиис .трубки Всптури по показа|пас пружишаого вакуум- леметра Рз Замсрь1 провалятся как при пормальзпях (бсскавизацианиых) течениях в трубке Вситури, иь<сющпх место при относительно л1алых расходах, так и ири наличии кавнтацпи, возинкаюиюй а горловине при достаточно больших расходах.
При проведении опытов следует обрлппь вннъюпнс на та, что иосзю того, как в горловпнс аозникла каннзация, дальнейшее увеличение расхода Я и лаалсния Р~ уже ис вызывает возрастание величины вакуума Рз„, ксп арал остается постоянной, примерно соотвстстаующсй давлению Р„, пасыи1сшилх нарос волы при лаииой температуре. Обработка результатов эксперимента и пх анализ Для определения коэффициента сопротиаяснил трубки Вснтури ч запишем ураспспис Бернулли для сечений 1-1 3-3 (рнс.9). Пола~ля -'~ = лз и % .= стз =- 1 (режим течения турбулентный), булем иметь Р, Р' Р) (13) Р 2 Р 21 где Ь,„- потеря напора в трубке Всптурн, равная гз„= ~ )г,/(2К) . Нс трудно видеть, что в уравнении (13) величины скоросппях напоров Скорость,, входящая н формулу, опрсдсллстсл по расходу и пяощади проходного сечения трубы лиамсзром й1, )г, =.
4ДДЫ") где Д - находится, как и в псряой работе, по объему гг волы в мерном бакс и времени ~ наполнения этого объеим - Д:= В'/Г . В результате выполнения работы лтсксп быль построен график завнснлюсти коэффициента соирогиалсиия трубки Велтури ь ат абсолютного лавлср нс Р,,кат р опрсдслл " 'р Раас Рь Рзва глс Р; — гз,Я, Ы - атмосферное давление. РЩ) "" У3 А~ бс Рис. 1О. Пример зависимости коэффициента потерь в трубке Всизури от абсолюпгаго давления в горловине, полученная по результатам эксперимента од~шакалы. так как ~1~ = кз (из-за с(, = пз ), а давление Рз может быль прннзпа равной иулкх так как вола вьпекает н атмосферу (избьиачная сисгема отсчета давлений). 3'осла, уравнение (13) может быть приведена к ацлу Д гз Р",' , атз3'да (' Я ' Р 24 Примерный внл зависимости ь от Рз„;, показан иа рис.
1О. 11ри увеличении расхода воды через трубку Всизури расгег вакуум в горловгвне трубки (ссч. 2-2) и. слсдователыю. умспыпастся абсолютное давление !эз„ь. Поэтому порядок проведения опытов соответствуег перемещению по кривой справа иалсао, а затем снизу вверх. Практически горизонтальный участок кривой соовстствуст нормальному (бсскавитационному) тсчспню воды через трубку Вентури и указывает па посгояисгво коэффициента сопротивления 4 . Это означает квадратичный режим сопротивления, обгичпо имсюп!пй л~есто при зурбулептпом течении через местные сопрозиаиения при абсошотцых давлениях в потоке, супгественно больших давлениях насыпгениых паров. Крутой подъем кривой ь прл абсо- лютных давлениях )Эз,~„близких к давлению насыщенных паров, объясняется возникновением ирнзнитнеа~ кааигации.
Лабораторная работа Л3 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕИТЛ ИСТЕх!ЕНИЯ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЕ И НЛСАЛКИ Общие сведении Расход жидкости прн истечении через отверстия и насадки опрелелястся формулой. которая выводится нз уравнения Бернулли п имеет нпд Д =,Ф,з~2ДН где: 5„- площадь проходного сечения о икр~.-гггя (плп насадка); Н - расчетньцй напор, который в общем случае ранен разиоспз нивелирных высот !зд плюс разность пьезол~егрическнх высот гзР1(1оь),те.
Л - коэффициент расхола, равный пронзведеншо коэффш!пента сжю.ия струи Е на коэффнцнен"г скорости чг, т.с. Физический смысл коэффициента расхода гз - это отношение действитслыюго расхода лцщкости к расходу той же жидкости прп отсутствии сжатия и=' струи ( Е = 1) и сопротивления ((э = 1): ~ 12 О . Численное значение коэффициента расхода Р зависит прелгде всего от геометрических парные~ров отверстия или насадка, а также от числа Рейнольдса. Б некоторых случаях значение ут резко меняется при изменении напора н связи с нзмсисцисм режима истечения. Наиболее харакгсрныс случаи истечения схематически показаны на рпс. 1!а. 11б, !! в и 11г. Там же приведены примерные значения коэффищзенза расхода Р, соответствующие достаточно большим числам 1'ейиольдса. Приведем основные сведения по указанным случаям истечения.
а) Круглое отверстие в тонкой стш!кс (пвп отверстие с острой крол~койг). Для этого случая харалтерио значительное сжатие сгруи и малое сопротивление. Ннзкос зпачепнс козффицигапа расхода обусловлено сжатием струи. б) Внешний цилиндрический насадок (сверление в толстой стенке), первый (бсзозрывный) режим истечения. Внутри насадка струя сужается, а затем расширяется, н из насадка вытекает полпылг ссчсилсм, следовательно, е = 1 н Л = за . Коцо,цевос пространство вокруг струи заполнено вихрем.
Вследствие су"копия и последующего расширения сзр>и, виуэри насадка при истечении в атмосферу возникаег накуум (Л -,. < Л ). г1ел~ болылс напор гт, нод действием которого происходит истечение, тем мснынс абсолютное давление Р,„, в сужешюм сечении струзь При критическом напоре гт„„зто давление Д,н делается примерно равным нулю, н режим нсгечсппя меняется. в) Внешний цгипидрический насадок прн втором (отрывном) режиме истечения. Струя после сужения пс расширяется, а перемещается внутри насадка, не соприкасаясь с внутренней его поверхностью. Второй режим истечения ничем нс отличаегся ггг истечения через отнерсмш в тонков стенке, н коэффициент )З имеет то же зинчсьпю, что п дзя отверстия.
г) Внешний цилиндрический насадок с коническим входом. Такую форму обычно имеют жиклеры карбюраторов. Устройство конуса ца входе сущсешенно улучшает гидравлические свойства насадка: уменьшаются нли исчезают завихрения нрн входе а цилиндрическую часть, уменыпаегся сопротивление, повьппается коэффициент расхода по срависпшо с цилиндрическим насадком без конического входа. Цель рнботы н мезплнка эксперимента Цель работы заюлочается в опытном определении коэффициента расхода 1з для четырех указанных выше характерных случаев истечения. Экспериментальная установка (рнс.
11) состоит из баллона 1, к которому вода подвошггся гп водопровода через рсгулировочпый вентиль 2. В нижнюю торцевую стенку баляона ввиичнвают испытуемый насадок 4. Давление в бюшопе 1 Рм измеряется манометром 5. ° — козффнпнента расхода Н = о 9)е Д,е = Ц'' где: Р - плотность жидкости; Рис. 11. Схема лабораторной установки. Для измерения расхода ы используются мерный бак 3 н секундомер. Обработка результатов эксперимента Обработка резульзвюв зкспсримента заюпочвстся в подсчете сиезпчощнх величин: ° — расчспюго напора — ы = РмДР6) ' ° - расхода через насадок 1отверстие) — Д = н' /1; Полученные зивчеиня козффицие~па Д сравпнвмот с его значениями, приведенными в таблипс на рнс.
11. Лийиринзирнил рийинзи М й ИССДЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА ВТРУБОИРОВОДЕ Общие сведении 1 ндраввнчсскнй удар представляет собой колебнтельпый процесс возиикщощяй в трубопроводе прн внезаиполз изменении скорости течения жидкости. Чаще всего пгдрввзнческий удар возникает в случае резкого торможения по юла жидкости, например, вследствие быстрого:ыкрьггия крапа плн клапана. В печальный момент нри етом возникает значительное, скачкообразное возрастаиве лаллспия иа всяичппу А1зз ~, кинетическая энергзгя псчока переходит в раба~у упругих деформаций жидкости и стопок щбы - жидкость сжимается. а стенки трубы растягиваются. 1!роф. 1!.Е.
Жуковский вывел формулу для определения величины ударго Лавлеищ Рте, приравняв кинетическую энергию асс~ о потока жидкости ю ь в трнбс ло кнезаююй сс остановки сумме двух работ - работе сжатия жидкеюти и работе растжкепия стенок трубы. Формула Жуковского лмсст сведующий внл (для случая полного торможения потока): 1, - пв ыльпая скоростыютока, которая внезапно умеиыпилась ло пуля; й — скорость расирос~рапспня ударного давления (ударной волны) по трубопроводу.
Эта скорость а по Жуковскому определяется по следующей формуле: гле: г. — обьсмный модуль упругости хозлкости; Š— линейный ьюдуль упругости ь»атериала стенок трубы; »( — внутренний диаметр трубы: о - толщина стенок трубы. Для абсолютно жесткого трубопровола вторая дробь пол радикалом в формуле (15) обращается в ноль, а скорое»ь у»»»»рной волны оказываегся равной скорости распространения звука в жидкое» и, г.с. а= (К/р=а,.- Так»»ь» обр»г»оь»„мш»ая сжимаемость канальных жидкое»сй и ъ»алая упругость мета:шнчсских труб и является при шиой возникновения болыпого, ио конечного «парного давясиня ЬРга. В гибких шлангах (рукавах), а также в газопроводах, гилрмшичсскнй улар ничтожно мал благодаря большой уир«тости стенок и среды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
