ДИАГРАММА УРАВНЕНИЯ БЕРНУЛЛИ

Краткое описание работы, ее цель.

Целью работы является:

1) опытная проверка уравнения Бернулли;

2) построение графика напоров, т.е. построение пьезометрической и напорной линии.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока реальной жидкости при установившемся движении. Интерпретация каждого из членов уравнения Бернулли. Два вида потерь напора. Понятие гидравлического и пьезометрического напора и уклона. Графическая иллюстрация уравнения Бернулли.

Литература: [3, с.43-53], [5, с.72-100], [6, с.32-44], [8, с.43-61], [14, с.81-89, 97-104].

Описание лабораторной установки.

Работа выполняется на модуле М3 стенда гидравлического «Гидродинамика ГД» (рис. 5.1).

В состав стенда входят: стол 1; щит пьезометров 2; впускной коллектор 3; ротаметры 4; напорная магистраль 5 с встроенной диафрагмой 6; бак 7 с насосом 8 и помпой 9; делительная воронка 10, комплект исследуемых модулей M1-М4. Стол 1 представляет собой сварную раму, на которой закреплена столешница. На поверхности стола 1 закреплены два ротаметра 4 (Р1 и Р2), верхние фланцы которых с помощью трубопроводов подведены к напорной магистрали 5. Нижние фланцы ротаметров 4 через трубопроводную арматуру (вентили В1 и В2) соединены с насосом 8 (H1). В напорную магистраль 5 вмонтирована мерная диафрагма 6, контрольные точки которой с помощью гибких трубок соединены с пьезометрическими трубками щита пьезометров 2. Напорная магистраль 9 подведена к коллектору 3. Щит пьезометров 2 установлен вертикально на задних стойках стола 1. На щите пьезометров 2 расположены панель управления 13, четыре группы пьезометров 14-17, штатив с делительной воронкой 10 и панель для информации 18. На панели управления 13 размещены клавиши включения сети, насоса H1 и помпы Н2. Нижние концы пьезометрических трубок каждой группы пьезометров соединены с соответствующими штуцерами диафрагмы 6 и штуцерами исследуемых модулей Ml-М3. Возле каждой пьезометрической трубки расположены измерительные линейки.

Рис. 5.1. Схема стенда гидравлического «Гидродинамика ГД»

Модуль М3 – «Диаграмма Бернулли», представляет собой круглую трубу с участком «трубы Вентури», имеющую ряд отверстий, снабженных штуцерами для отбора давлений в исследуемых точках (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема модуля М3 «Диаграмма Бернулли»

Порядок проведения опытов.

Работа проводится на модуле М3 (рис. 5.2). Для выполнения работы необходимо:

- включить насос H1 на панели управления и установить необходимый расход с помощью вентилей В2, В1 и выходного вентиля модуля В5,

- наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках, убедиться, что достигнут установившийся режим течения,

- произвести измерения расхода воды по ротаметрам и показаний пьезометров.

Обработка экспериментальных данных.

По результатам измерений следует вычислить скорость в каждом сечении трубы Вентури , а затем скоростной напор .

На чертеж нанести:

- пьезометрическую линию, откладывая пьезометрические напоры для каждого сечения от оси трубы;

- линию энергии, откладывая скоростные напоры от ординат пьезометрической линии в соответствующих сечениях;

- напорную плоскость (горизонтальную прямую) на уровне ординаты линии энергии первого пьезометра и обозначить потери напора (энергии) между этим сечением и любым, расположенным ниже по течению.

В заключение отчета рекомендуется дать объяснения получившейся конфигурации энергетических графиков.

Форма отчета.

Таблица 5.1 – Регистрация и обработка опытных данных

№ пьезометра
, см
, см
, см2
, см
, см

7. Контрольные вопросы:

1. Что называется установившимся и неустановившимся напорным и безнапорным движением жидкости?

2. Что называется идеальной и реальной жидкостью? Какими свойствами наделяется идеальная жидкость?

3. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и дайте его физическую и геометрическую интерпретацию.

4. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости и дайте его интерпретацию.

5. Напишите уравнение Бернулли для целого потока и дайте его интерпретацию.

6. Что измеряется пьезометрической трубкой?

7. Что измеряется скоростной трубкой? Каков принцип ее работы?

8. Объясните смысл коэффициента кинетической энергии .

9. Что называется гидравлическим и пьезометрическим уклоном?

10. Условия применимости уравнения Бернулли.

11. Объяснить построение графика напоров.

Лабораторная работа №6