Лабораторные работы - файл n1.doc

Лабораторные работы
скачать (3386.8 kb.)
Доступные файлы (22):
n1.doc287kb.14.04.2008 08:22скачать
n2.doc31kb.06.04.2008 18:59скачать
n3.doc347kb.14.04.2009 03:21скачать
n4.doc53kb.14.04.2009 03:23скачать
n5.doc159kb.14.05.2008 11:18скачать
n6.doc64kb.07.05.2008 00:08скачать
n7.doc549kb.14.04.2009 01:26скачать
n8.doc52kb.14.04.2009 03:22скачать
n9.docскачать
n10.doc45kb.21.05.2006 00:46скачать
n11.doc1470kb.28.05.2009 03:34скачать
n12.doc1881kb.29.05.2008 19:11скачать
n13.doc42kb.28.05.2009 03:31скачать
n14.doc31kb.29.05.2008 19:07скачать
n15.xls51kb.28.05.2009 03:21скачать
n16.docскачать
n17.doc235kb.21.02.2005 23:30скачать
n18.doc31kb.09.04.2008 15:56скачать
n19.doc211kb.20.04.2008 19:23скачать
n20.doc196kb.29.02.2004 21:42скачать
n21.doc541kb.16.03.2009 23:58скачать
n22.doc50kb.17.03.2009 01:22скачать

n1.doc

Содержание


Введение………………………………………………………………………………………..3

1. Теоретическая часть.……………………………………………………………………4

2. Описание лабораторной установки…...…………………………………….…………6

3. Расчеты…………………………………………………………………………………..8

4. График уравнения Бернулли………………………………….……………………………….10

Заключение…………………………………………………………...……………………….11

Приложение...………………………………………………………………...……………….12
ЛР 140502.08.000 ПЗ

Изм Лист № Докум. Подп.

Разраб. Мерзликин Д.А. Лит. Лист Листов

Пров Гладких А.А. Уравнение Бернулли 1

АлтГТУ, ЭФ

Н.Контр КиРС-62

Утв.

Введение
Целью работы является:


1 Теоретическая часть.

Уравнение Бернулли выражает закон сохранения энергии в потоке движущейся жидкости. Для установившегося движения невязкой несжимаемой жидкости при действии сил тяжести и сил давления уравнение Бернулли имеет вид:

, (1)
где z - геометрическая высота или высота положения, характеризующая удельную потенциальную энергию положения;

- пьезометрическая высота, высота на которую поднимается жидкость в пьезометрической трубке, подключенной к данной точке, характеризует удельную потенциальную энергию давления;

- скоростная высота, соответствующая высоте, с которой должна упасть масса, чтобы в конце своего падения приобрести скорость u (u – местная скорость потока), характеризует удельную кинетическую энергию жидкости.
С энергетической точки зрения уравнение Бернулли выражает закон сохранения энергии в потоке движущейся жидкости: при установившемся движении жидкости сумма удельных энергий остается неизменной вдоль потока.

С геометрической точки зрения уравнение Бернулли представляет собой уравнение напоров: гидродинамический напор Н состоит из суммы пьезометрического напора и скоростного напора , т.е.

, .

где Р=Ризб,

Если Р=Рабсабс=В+Ризб), то сумма называется гидростатическим напором.

Все величины, входящие в уравнение Бернулли, имеют линейную размерность, следовательно, их сумма Н также имеет размерности длины.

В уравнении (1) все слагаемые отнесены к единице веса. Если слагаемые уравнения Бернулли отнести к единице массы или объема, то уравнение (1) принимает соответственно вид:


,

.

ЛР 140502.08.000 ПЗ

Гидравлические сопротивления слагаются из потерь двух видов потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений по длине, пропорциональных длине участков трубы, по которым движется жидкость; потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений в пределах коротких участков в виде расширения, сужения, поворота и т.д.

Общие потери напора в системе равны сумме потерь напора на отдельных участках и всех видах местных сопротивлений

h1-2 = hтр+hм ,

где

hтр - потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений по длине

hм - потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений в пределах коротких участков в виде расширения, сужения, поворота и т.д.

Для характеристики убывания полного напора вводят понятие гидравлического уклона J, равного отношению потери полного напора h1-2 к длине пути жидкости , на котором эти потери наблюдались.

Гидравлический уклон на участке между двумя сечениями имеет вид:
.

Гидравлический уклон – величина всегда положительная.

Для характеристики изменения гидростатического напора по пути движения жидкости применяется аналогичное понятие, называемое пьезометрическим уклоном

.

Пьезометрический уклон, в отличие от гидравлического, может быть и положительным, и отрицательным
ЛР 140502.08.000 ПЗ
2 Описание лабораторной установки

Схематическое изображение лабораторной установки показано на рисунке 1


1 – устройство перелива; 2 – напорный бак; 3 – экспериментальный участок; 4 - пьезометрические трубки; 5 - вентиль регулирующий; 6 – ротаметр; 7 - поверхность стола; 8 - дренажный водопровод; 9 - вентиль сливной; 10 - вентиль; 11 – водопровод.

Рисунок 1-Схема экспериментальной установки
Установка (рисунок 1) состоит из напорного бака 2, устройства перелива 1, экспериментального участка 3, пьезометрических трубок 4 для определения удельной потенциальной энергии давления, вентиля регулирующего 5 и ротаметра 6 для определения расхода воды через установку.

Для удобства отсчета уровней в пьезометрических трубках целесообразно их смонтировать на щите с миллиметровыми делениями.

Для наполнения из водопровода 11 в напорном баке предусмотрен вентиль 10. Вода, проходящая через экспериментальный участок и ротаметр, поступает в дренажный водопровод 8, куда предусмотрен слив из напорного бака через вентиль сливной 9.

Нулевая линия 0-0 совмещена с плоскостью стола 7.


Схематическое изображение исследуемого участка показано на рисунке 2



Рисунок 2 – Схема исследуемого участка

Экспериментальный участок представляет собой наклонную трубу переменного сечения. Его размеры представлены на рисунке 2.

3 Расчеты
3.1 Зная показания ротаметра определим расход воды по графику, представленному на рисунке 3.



Рисунок 3-Определение расхода воды.

3.2Определение средней скорости потока в каждом сечении трубы по формуле

где dвн внутренний диаметр трубы в данном сечении (смотри рисунок 2).

=4*5*10-6/3,14* (10*10-3)2 =0,063 м

=4*5*10-6/3,14* (7,5*10-3)2 =0,113 м

=4*5*10-6/3,14* (5*10-3)2 =0,25 м

=4*5*10-6/3,14* (7,5*10-3)2 =0,113 м

=4*5*10-6/3,14* (10*10-3)2 =0,063 м


3.3 Определение скорости напора в каждом сечении трубы по формуле V2/2g

I-I V2/2g =0,063*0,063/2*9,8=0,2*10-3 м

II-II V2/2g = 0,113*0,113/2*9,8=0,65*10-3 м

III-III V2/2g =0,25*0,25/2*9,8=3*10-3 м

IV-IV V2/2g =0,113*0,113/2*9,8=0,65*10-3 м

V-V V2/2g =0,063*0,063/2*9,8=0,2*10-3 м
3.4 Определение пьезометрического напора по формуле

I-I =210*10-3 +655*10-3 =865* 10-3 м

II-II =200*10-3 +653*10-3 =853*10-3 м

III-III =190*10-3 +645*10-3 =835 *10-3 м

IV-IV =185*10-3 +644*10-3 =829*10-3 м

V-V = 180*10-3 +642*10-3 =822 *10-3 м

3.5 Определение полного напора по формуле

I-I =210*10-3 +655*10-3 +0,2*10-3 =865,2 * 10-3 м

II-II =200*10-3 +653*10-3 +0,65*10-3 =853,65* 10-3 м

III-III =190*10-3 +645*10-3 +3*10-3 =838* 10-3 м

IV-IV =185*10-3 +644*10-3 +0,65*10-3=829,65* 10-3 м

V-V =180*10-3 +642*10-3 +0,2*10-3 =822,2* 10-3 м


3.6 Определение потерь полного напора по формуле

В случае равномерного движения жидкости при турбулентном режиме α ≈ 1,11,15 и может быть принято равным единице.
I-I = 865,2 * 10-3- 853,65* 10-3=11,55* 10-3 м

II-II =853,65* 10-3- 838* 10-3=15,65* 10-3 м

III-III =838* 10-3- 829,65* 10-3=8,35* 10-3 м

IV-IV =829,65* 10-3- 822,2* 10-3=7,45* 10- м 3
3.7 Определение гидравлического уклона по формуле





I-I 11,55* 10-3/40* 10-3=0,29

II-II 15,65* 10-3/35* 10-3=0,44

III-III 8,35* 10-3/45* 10-3=0,19

IV-IV 7,45* 10-3/40* 10-3=0,18
3.8 В таблице 2 приведены результаты расчетов.

Таблица2.Результаты расчетов


Наименование

Расход воды

Средняя

скорость

Скорост-

ной напор

Пьезометрический напор

Полный напор

Потери полного напора

Гидравлический уклон

Обозначение

Q

V







h

J

Размерность

м3

м/с

м

м

м

м

-

Сечение

I-I

5*10-6

0,063

0,2*10-3

865* 10-3

830,2* 10-3

h 1-2= 11,55* 10-3

0,29

II-II

5*10-6

0,113

0,65*10-3

853*10-3

820,65* 10-3

h 2-3 = 15,65* 10-3

0,44

III-III

5*10-6

0,25

3*10-3

835 *10-3

838* 10-3

h 3-4 = 8,35* 10-3

0,19

IV-IV

5*10-6

0,113

0,65*10-3

829*10-3

829,65* 10-3

h 4-5 = 7,45* 10-3

0,18

V-V

5*10-6

0,063

0,2*10-3

822 *10-3

822,2* 10-3








4. График уравнения Бернулли приведен на рисунке 4















I-I II-II III-III IV-IV V-V

Рисунок 4- График уравнения Бернулли

Заключение

В ходе работы удалось определить опытным путем слагаемые уравнения Бернулли для нескольких сечений трубопровода переменного диаметра, построен график уравнения Бернулли, изучен энергетический и геометрический смысл уравнения.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации