Здавалка
Главная | Обратная связь

Изучение закона сохранения энергии на примере уравнения Бернулли для сложного трубопровода

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: Атомные и тепловые электростанции

Институт: Энергетический институт

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

Изучение закона сохранения энергии на примере уравнения Бернулли для сложного трубопровода

 

Выполнил: студент группы 5012

Савина К.И.

 

 

Проверил: Медведев Г.Г.

 

 

Томск 2013

Цель работы: изучение закономерностей течения жидкости (уравнения Бернулли) в сложном трубопроводе при последовательном соединении участков разного диаметра. Экспериментальное построение напорной характеристики, построение напорной и пьезометрической линий сложного трубопровода. Изучение влияния геометрической высоты трубопровода на величины полного и гидростатического напора и расход через трубопровод.

Сложный трубопровод состоит из трех последовательно соединенных прозрачных труб из органического стекла с внутренними диаметрами d I = 15 мм, d II = 11 мм, d III = 15 мм. Расстояния между точками отбора и схему подключения пьезометров см.рис.1.

Для исследования влияния изменений геометрического напора конструкцией стенда предусмотрена возможность изменения угла наклона оси трубопровода к горизонту.

Переходы между участками трубопровода выполнены в виде конусов (конфузора и диффузора).

Полностью закрыть задвижки З1, З2, З4, З5, З6, З7, З8 и краны КР4, КР5, КР8, КР12. Краны КР6, КР7, КР9, КР14 полностью открыть. Повернуть переключатель насоса Н3 в крайнее правое положение и включить питание переключением соответствующего тумблера на блоке управления.

Дождаться наполнения напорной секции накопительного бака, вплоть до возникновения перелива.

Откручивая рукоятку задвижки З6 установить уровень жидкости в пьезометре № 12 (H П2)в соответствие с табл. 4.6.1.

Записать в таблицу 4.6.1 показания пьезометра № 13, 14, 15, 16, 17 (HП3, HП4, HП5, HП6, HП7)

Закрыть кран КР9. Измерить время ∆t заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость ЕМ1. Записать значения в таблицу 4.6.1. Открыть кран КР9.

Повторяя работы по п.4, 5 и 6 выполнить замеры для всего интервала HП2 из табл. 4.6.1. Результаты замеров записать в табл. 4.6.1

Изменяя угол наклона трубопровода Т3 при неизменной величине перекрытия задвижки З6 (рекомендуется перекрытие около 5 оборотов рукоятки задвижки) повторить измерения по пункту 8. Схема соответствия фиксатора углам наклона приведена на рис. 12. Результаты записать в таблицу 4.6.2.

Полностью закрыть задвижку З6.

Выключить питание насоса.

Рассчитать величину подачи насоса и записать значения в таблицу 4.6.1.

Рассчитать потери статического напора по длине участков трубопровода

Рассчитать местные потери пьезометрического напора:

в плавном сужении русла (конфузоре) ;

в плавном расширении (диффузоре) .

Рассчитать средние скорости жидкости и критерии Рейнольдса для каждого участка

Рассчитать скоростные напоры на каждом участке трубопровода:

Рассчитать потребные пьезометрические напоры для каждого участка:

Потребный пьезометрический напор сложного трубопровода

Рассчитать потребные полные напоры участков и трубопровода в целом

Принять при турбулентном течении и при ламинарном.

Полный напор сложного трубопровода с последовательным соединением:

Построить характеристики для участков трубопровода и общую характеристику сложного трубопровода с последовательным соединением участков в координатах подача – потребный напор

При одном фиксированном значении расхода через трубопровод (рекомендуется при максимальном) построить линии пьезометрического напора, дополнив его линиями скоростных напоров получить линию полного напора.

Линию пьезометрических напоров следует строить по показаниям пьезометров. Для этого выбирается одна из строк таблицы 2.8.1, соответствующая какому-либо значению расхода через трубопровод Т3 (желательно выбирать значение примерно из середины интервалов).

Линия полного напора получается при увеличении линии пьезометрического напора на величину скоростного напора.

Рассчитать и построить графики зависимости потерь полного напора в местных сопротивлениях от числа Рейнольдса:

а) для плавного сужения

(

б) для плавного расширения

(

Рассчитать величины коэффициентов сопротивлений плавного сужения - , и внезапного расширения - :

Построить графики зависимостей

 

Таблица 4.6.1.

, л , c Q, л/с , мм , мм , мм , мм , мм , мм
2,6 38,9 0,000067
2,6 25,2 0,000103
2,6 20,5 0,000127
2,6 17,3 0,000150
2,6 15,2 0,000171
2,6 13,7 0,000190
2,6 12,6 0,000206
, м/с , м/с , м/с
0,3784178 0,7036695 0,3784178 5676,267 7740,364 5676,267
0,5841450 1,0862200 0,5841450 8762,174 11948,420 8762,174
0,7180709 1,3352558 0,7180709 10771,063 14687,813 10771,063
0,8508932 1,5822395 0,8508932 12763,399 17404,634 12763,399
0,9684509 1,8008384 0,9684509 14526,763 19809,222 14526,763
1,0744856 1,9980104 1,0744856 16117,284 21978,115 16117,284
1,1682899 2,1724399 1,1682899 17524,349 23896,839 17524,349
                             

 

Таблица вычислений

D1 D2 υ L1 L2 L3
0,000176625 0,000094985 0,015 0,011 0,000001 0,21 0,2 0,19

 

-8 7,306 25,263 7,306
-25 17,409 60,198 17,409
-42 26,307 90,965 26,307
-60 36,940 127,729 36,940
-80 47,852 165,460 47,852
-101 58,904 203,676 58,904
-119 69,638 240,791 69,638
-5 29,306 20,263 8,306 57,875
-11 88,409 49,198 23,409 161,017
-20 126,307 70,965 33,307 230,580
-28 173,940 99,729 44,940 318,608
-38 228,852 127,460 57,852 414,164
-52 281,904 151,676 70,904 504,484
-64 323,638 176,791 83,638 584,066

 

 

907,306 906,306 903,263 900,263 890,306 889,306
867,409 861,409 839,198 825,198 807,409 801,409
826,307 821,307 790,965 768,965 746,307 739,307
786,940 780,940 740,729 708,729 677,940 669,940
747,852 739,852 684,460 642,460 604,852 594,852
708,904 697,904 630,676 581,676 537,904 525,904
669,638 662,638 586,791 531,791 479,638 465,638
3,043 9,957 0,120 0,394
22,212 17,788 0,369 0,295
30,343 22,657 0,334 0,249
40,211 30,789 0,315 0,241
55,392 37,608 0,335 0,227
67,228 43,772 0,330 0,215
75,847 52,153 0,315 0,217
                   

 

Пример расчета:

 

График

График





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.