Учебное пособие: Гидромеханические процессы
Для круглой трубы: dэ = dвн.
Для канала прямоугольного сечения со сторонами полностью заполненного жидкостью, гидравлический радиус:
rг = 
( 2.6)
а эквивалентный диаметр:
dэ = 4 rг = rг = 
(2.6а)
2.2 Описание установки
Схема установки приведена на рис 2.1 Воду из городского водопровода подают в бак 1 по трубе 3, регулируя подачу вентилем 4. Для предупреждения переполнения бака установлена переливная труба 5. Для слива воды из бака установлена воронка 6 на трубе (линия канализации).
Во время работы установки вода из бака 1 по питательной трубе 10 через вентиль 11 поступает в расходный бак 12. Излишек воды через трубу сливается в канализацию. Из расходного бака 12 вода по стеклянной трубе 14 поступает в буферный бак 15 и сливается из него через регулировочный вентиль 16 и ротаметр 12 в канализацию. Из бака с краской 18 через кран 19 по тонкой трубе 20 подкрашенная струйка воды поступает в стеклянную трубу 14.
По окончании работы для опорожнения баков 15 и 12 пользуется соответственно вентилями 21 и 22.
Для успешного проведения опытов весьма важными условиями являются стабилизация потока в стеклянной трубе 14 и согласование скоростей истечения краски со скоростью самого потока. В этих целях приняты следующие меры. Так как в городском водопроводе наблюдается временами колебания напора и пульсаций потока, то воду из водопровода подают сначала в запасный бак 1 достаточно большой вместимости. Затем вода поступает в расходный бак 12 по питательный трубе 10. Постоянный уровень воды в баке 12 поддерживается с помощью переливной трубы 13. Для согласования скорости истечения краски со скоростью воды в стеклянной трубе 14 бак с краской 18 закреплен на наружной высоте для создания необходимого напора при истечении краски. Расход краски регулируется краном 19.
2.3 Методика проведения работы
Работу начинают с установления ламинарного режима и, увеличивая постепенно скорость движения воды в стеклянной трубе, наблюдают за изменениями, происходящими с подкрашенной струйкой при разных режимах течения.
Перед началом работы проверяют наличие воды в баке 1 по водомерному стеклу 2. Если вода в баке меньше половины, то открывают вентиль 4 и заполняют бак, следя за уровнем воды в водомерном стекле 2. Затем заполняют баки 10 и 15, открывая вентиль 11. Затем понемногу открывают вентиль 16, устанавливая по ротаметру 17 минимальный расход воды.
Рис.2.1 Схема экспериментальной установки.
В первой части работы для пуска подкрашенной струйки постепенно открывают кран 19, регулируя степень открытия вентилей 11 и 16 и крана 1, Добиваются четкого очертания подкрашенной струйки, хорошо видимой на освещенном фоне - экрана. Затем, увеличивая степень открытия вентиля 15, повышают тем самым скорость воды в стеклянной трубе 14, вследствие чего ламинарный режим начинает нарушаться и переходить в турбулентный. При этом надо регулировать открытие крана 19, а также вентиля 11, не позволяя уровню воды в баке 12 опускаться ниже переливной трубы 13.
Во второй части работы производят замеры, необходимые для определения значения число Рейнольдса при разных режимах течения, Настраивают установку на ламинарный режим и приступают к определению расхода по ротаметру 17. Таких замеров проводят несколько раз (6-7), заканчивая их при развитом турбулентном движения.
2.4 Обработка опытных данных
Определить скорость движения воды в стеклянной трубе, через массовый расход воды:
w= 
где: G - массовый расход воды, кг/ с;
r - плотность воды, кг/м3
d BH - внутренний диаметр стеклянной трубы (d = 20 мм), м.
Массовый расход воды определяется из уравнения расхода:
G= V r
где: V - объемный расход воды, м3 /сек.
Вычисляют число Re и определяют режим течения:
где: ν - кинематический коэффицент вязкости.
Определить число Рейнольдса для случаев прохождения жидкости через прямоугольное и квадратное сечения трубопроводов со сторонами "a" и "b". Значения сторон выдается преподавателем каждому студенту. При этом для определения скорости воды можно использовать экспериментальные значения расхода воды.
Результаты наблюдаемые, опытные и расчетные данные заносят в отчетную таблицу.
Таблица 2.1 Протокол наблюдений
|
К-во Просмотров: 368
Бесплатно скачать Учебное пособие: Гидромеханические процессы
|