Потери напора по длине в круглой цилиндрической трубе.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Цель работы

1. Ознакомиться с методикой определения потерь напора на длине при движении потока в круглой цилиндрической трубе.

2. Экспериментально определить коэффициент гидравлического трения при движении жидкости в круглых трубах.

3. Сравнить экспериментально полученные значения коэффициента гидравлического трения и его расчетные значения по рекомендуемым формулам в зависимости от режима течения.

Основные сведения из теории

При движении жидкости по каналу потери напора принято делить на две части – потери напора на длине и местные потери .

Рис.3.1

Уравнение Бернулли для двух сечений потока имеет вид

(3.1)

Чтобы определить потерю напора на горизонтальном участке трубы постоянного диаметра, не имеющем местных сопротивлений, достаточно определить пьезометрический напор в двух сечениях, тогда

(3.2)

Расчет потерь напора на длине выполняют по формуле

(3.3)

где -- коэффициент гидравлического трения (или коэффициент Дарси);

– длина участка трубы между сечениями;

-- диаметр трубы.

При изучении движения в трубах принимают, что коэффициент гидравлического трения зависит от числа Рейнольдса и относительной шероховатости стенки трубы , где -- среднее значение шероховатости. Результаты опытов И. Никурадзе для круглых труб представлены на рис. 3.2.

Каждой из четырех зон течения: 1 – зона ламинарного течения, 2 – зона гидравлически

если Re ≤ 2300; если 2300 ≤Re ≤ ; если ; если ;

(3.4)

гладкого течения, 3 – зона переходного течения и 4 – зона квадратичного течения соответствуют расчетные формулы (3.4) для определения коэффициента гидравлического трения λ:

Оценим соответствие формул (3.4) и графиков Никурадзе. Для чего выполним расчеты по формулам (3.4) и наложим расчетные точки на график Никурадзе. Вот расчеты для двух значений шероховатости: ()=30, ()=120 (см. табл. 3.1).

Таблица 3.1

Расчеты для третьего значения шероховатости не приводятся, но расчетные точки на графике отображены прерывистыми линиями (см. рис. 3.3).

Рис. 3.2

Рис. 3.3

В переходной зоне, характеризуемой числами Рейнольдса 2300<Re<4000 (3,36<logRe<3,6) имеет место наибольшее расхождение расчетных и экспериментальных данных. Есть расхождения и в зоне переходного и квадратичного течения. Максимальное расхождение расчетных и экспериментальных значений λ достигает 30%. Это необходимо принимать во внимание, оценивая результаты лабораторного эксперимента.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте