3. Описание экспериментальной установки

Работа выполняется на модуле М2 стенда гидравлического «Гидродинамика ГД» (рис. 5-1).

4. Порядок проведения опытов

Работа выполняется на модуле М2 (рис 7-1).

Для выполнения работы необходимо:

- включить насос HI на панели управления (рис 5-1);

- установить необходимый расход с помощью вентилей В2, В1 и выходного вентиля модуля В4 (рис 5-1).

Наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках убедиться, что достигнут установившийся режим течения и произвести измерения:

- расхода воды по ротаметрам;

- показаний пьезометров.

После занесения данных измерений в таблицу изменить расход с помощью вентиля В4 и после достижения установившегося режима повторить все измерения. Для надежной серии опытов рекомендуется произвести их не менее чем для трех расходов.

Рис. 7-1

5. Обработка опытных данных

При определении коэффициента местного сопротивления (в данном случае внезапного расширения) необходимо иметь в виду, что за местным сопротивлением, где поток претерпевает значительную деформацию лежит достаточно протяженный «участок стабилизации», на котором существуют крупные вихри с возвратными течениями. Поэтому экспериментальный коэффициент местного сопротивления должен учитывать полные потери на участке стабилизации, а значит должен явно зависеть от числа Рейнольдса. Совпадение с теоретической формулой Борда можно ожидать только при весьма больших числах Рейнольдса.

Расчетными соотношениями для определения коэффициента местного сопротивления по экспериментальным данным являются следующие. Применительно к рисунку, из уравнения Бернулли для сечений 4 и 12 следует

где - искомые потери на внезапном расширении.

Здесь сечение 12 выбирается на расстоянии достаточном для расширения потока на все сечение .

Считая по скорости после расширения, получим:

Скорость по расходу, измеренному ротаметром.

Измерив пьезометрами давления во всех точках их подключения, можно построить пьезометрическую линию вдоль трубы, а также линию энергии. Рекомендуется объяснить физическую сущность этих графиков, а также обозначить на них потери напора в местном сопротивлении.