ВСТУП

практика

Коли рідина протікає по трубопроводі, трубці або якомусь іншому пристрою, втрати енергії виникають через тертя; такі енергії призводять до зменшення тиску між двома точками в проточній системі.

Існують типи збитків, які в порівнянні з ними є дуже малими, і тому їх називають незначними збитками, які виникають, коли змінюється поперечний переріз шляху потоку або напрямку потоку, або коли потік шляху заважається, як у клапан.

У цій лабораторії величини цих втрат, які зазнали ці джерела, будуть обчислюватися з використанням експериментальних даних.

1. ЗАВДАННЯ

Визначте коефіцієнт тертя для турбулентного потоку за допомогою діаграми Муді.

Обчисліть величину втрат енергії для ламінарного або турбулентного потоку в круглих трубах.

Визнати джерела незначних втрат.

2. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ

Рівняння Дарсі можна використовувати для розрахунку втрат енергії на довгих прямих ділянках круглих каналів як ламінарного, так і турбулентного потоку. Різниця між ними полягає в оцінці коефіцієнта f, якому бракує розмірів.

Коли у вас ламінарний потік, здається, що потік рухається у вигляді декількох шарів, один на іншому. Завдяки в’язкості рідини між шарами рідини створюється напруга зсуву.

Втрати енергії внаслідок тертя в ламінарному потоці в кругових каналах можна обчислити з рівняння:

Для турбулентного потоку рідин у кругових трубопроводах зручніше використовувати закон Дарсі для розрахунку втрат енергії внаслідок тертя. Ми не можемо обчислити f простим розрахунком, як це можна зробити з ламінарним потоком, оскільки турбулентний потік не складається з регулярних та передбачуваних рухів. Він постійно змінюється. Тому для визначення значень f потрібно покладатися на експериментальні дані.

Випробування показали, що безрозмірне число f залежить від двох інших, також безрозмірних, числа Рейнольдса та відносної шорсткості протоки. Шорсткість може змінюватися внаслідок утворення відкладень на стіні або внаслідок корозії труб після того, як вона деякий час експлуатується.

Одним із найбільш широко використовуваних методів оцінки коефіцієнта тертя є діаграма Муді.

Також говорять про втрату енергії, коли є лікті, розширення або стиснення або через клапан.

Експериментальні значення втрат енергії, як правило, повідомляються через коефіцієнт опору, К, як показано нижче:

Випробування показали, що значення коефіцієнта втрат K залежить як від частини розмірів двох повітроводів, так і від величини швидкості рідини, як при раптовому розширенні, так і при раптовому скороченні.

Для розрахунку значення коефіцієнта тертя в клапанах або з'єднаннях його отримують за формулою:

ПЕРЕВІРКА

Це пристрій, що використовується для оцінки втрат енергії, що виникають у трубах та аксесуарах. Він складається з різних типів аксесуарів та труб, з’єднаних між собою та, в свою чергу, з насосом.

Матеріал цих елементів - мідь, ПВХ та оцинкована сталь.

Це прилад для вимірювання часу. У тесті він використовується для запису часу, за який отримано об’єм води.

Прозора скляна трубка, градуйована зі шкалою обсягу (мл).

4. ПРОЦЕДУРА

  • Визнання команди.
  • Введіть моторний насос в експлуатацію із повністю відкритими запірними клапанами, вони повільно закриваються і за певний час приймаються відповідні обсяги, щоб розрахувати витрату (Q) (візьміть три рази та три обсяги та прийміть середні значення).
  • Дельти тиску зчитуються на ртутних манометрах для перепаду тиску для кожної ділянки труби та для кожного фітинга.
    Потрібно взяти шість різних швидкостей потоку.

ВТРАТИ В ТРУБАХ І ФІТИНГАХ


Площа труби:

ПВХ: d = 1,8 см A = p d 2/4 = 2,545 см 2

мідь: d = 1,1 см A = p d 2/4 = 0,9503 см 2

оцинкований: d = 1,27 см A = p d 2/4 = 1,267 см 2

Швидкість потоку:

Vpvc = Q/A = 130/2,545 = 51,08 см/с

Vcobre = 130/0,9503 = 136,8 см/с

Vgalv = 130/1,267 = 102,6 см/с

Vpvc = 149/2,545 = 58,55 см/с

Vcobre = 149/0,9503 = 156,79 см/с

Vgalv = 149/1,267 = 117,6 см/с

Vpvc = 217/2,545 = 85,27 см/с

Vcobre = 217/0,9503 = 228,35 см/с

Vgalv = 217/1,267 = 171,27 см/с

Vpvc = 233/2,545 = 91,55 см/с

Vcobre = 233/0,9503 = 245,19 см/с

Vgalv = 233/1,267 = 183,9 см/с

Vpvc = 283/2,545 = 111,20 см/с

Vcobre = 283/0,9503 = 297,80 см/с

Vgalv = 283/1,267 = 223,36 см/с

Vpvc = 290/2,545 = 113,95 см/с

Vcobre = 290/0,9503 = 305,17 см/с

Vgalv = 290/1,267 = 228,89 см/с

РОЗРАХУНОК КІЛЬКОСТІ REYNOLDS

g = 1007 X 10 -6 м 2/с = 1007 X 10 -2 см 2/с

D гальван = 1,27 см

Для розрахунку коефіцієнта тертя ми вважаємо, що труба з ПВХ є гладким трубопроводом, тоді f знаходимо за допомогою діаграми Муді.

Коефіцієнт тертя

C = f/D C = 0,03/1,8 = 0,0166

Загублений аксесуарами

Q (см³/с) 130 149 217 233 283 290
Аксесуар год (мм-рт. ст.) год (мм-рт. ст.) год (мм-рт. ст.) год (мм-рт. ст.) год (мм-рт. ст.) год (мм-рт. ст.)
ПВХ ПВХ прямий 1 1 1 1 1 1
Пряма галв. 3 3 5 6 10 10
Прямий Cu 6 8 12 14 двадцять 22
Лікоть 45 ° 6 8 12 п’ятнадцять 24 25
Лікоть 90 ° 5 7.5 12 п’ятнадцять 18 22
180 ° лікоть 180 ° 5 7 одинадцять 13 п’ятнадцять двадцять один
T Cu 12 18 31 37 56 57
Проти .Cu Cu 1 1 1 1 1 два
Розгорнути. Cu 4 4 6 8 13 14
Досвід ПВХ 7 6 3 два 1 1
Повітряна куля ключ 37,5 18.75 56,25 112,5 112,5 112,5
Валик 5 9 п’ятнадцять 17 27 27

ВИСНОВКИ

Аналізуючи результати втрат напору, створюваних аксесуарами, роблять висновок, що із збільшенням потоку втрати стають більшими, встановлюючи прямо пропорційну залежність. Таким же чином відбувається поведінка втрат на одиницю довжини щодо зміни потоку.

Спостерігаючи графіки h проти Re та h проти V 2/hg (швидкість напору), можна побачити, що отримані криві є прямими лініями, що сходять від початку координат.

З проведеного випробування можна було дізнатися, які аксесуари для труб роблять більші та менші п'єзометричні відмінності. Також можна було встановити, які саме матеріали приносять найбільші втрати на одиницю