Лабораторная работа № 3 - Экспериментальная проверка уравнения Д.Бернулли

 

 

 

Цель работы: По результатам экспериментальных данных и расчетов построить диаграмму уравнения Д.Бернулли

1 Основные теоретические положения

Уравнение Д.Бернулли для реального потока жидкости для двух произвольно взятых сечений имеет следующий вид:

,                                 (9)

где:     z₁, z₂ – нивелирная высота соответственно для первого и второго сечений, м;

 – пьезометрическая высота соответственно для первого и второго сечений, м;

 – коэффициент кинетической энергии потока (или коэффициент Кориолиса), учитывающий неравномерность распределения скоростей по сечению потока (величина безразмерная);

 – скоростная высота или скоростной напор, м;

 – сумма всех гидравлических потерь на участке между первым и вторым сечение, м.

 

Итак, с геометрической точки зрения уравнение Д.Бернулли показывает, что сумма трех высот – геометрической, пьезометрической и скоростной с учетом всех гидравлических потерь – есть величина, постоянная вдоль струйки.

С энергетической точки зрения члены уравнения Д.Бернулли имеют следующий смысл:

z – удельная энергия положения; -.

z+p/y — удельная потенциальная энергия жидкости;

v/2g кудельная кинетическая энергия.,

Таким образом, – уравнение Д.Бернулли является примером закона сохранения энергии М.В.Ломоносова в применении к жидкости.

2 Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка показана на рисунке 2.

Экспериментальная установка состоит из труоы 1 переменного диаметра (а в шести сечениях которой установлены пьезометры 2. Жидкость подается в напорный бак 3, через трубу 4 и краном 5 регулируется количество поступающей жидкости. В баке^З напор (Н) поддерживается постоянным. Жидкость выливается в мерный бак 6. Краном 7 изменяется расход жидкости проходящей по, трубе 1, а следовательно скорость жидкости, протекающей по трубе 1.

3 Методика проведения эксперимента

Методика проведения эксперимента заключается в следующем. Открыв кран 5 через трубу 4, наполняем, напорный бак 3 до уровня Н. Поддерживая этот уровень • постоянным, краном 7 устанавливаем некоторый расход жидкости и с помощью мерного бака 6 и секундомера определяем время (t) наполнения указанного объема - жидкости (W). Снимаем показания
пьезометров 2 и заносим их в трубе 1.

4 Регистрация опытных данных:

4.1 Объем воды, поступившей в мерный бак 6 W (см³)

4.2 Время наполнения объема t (с)

Тогда расход потока Q =  (cм³/с).

4.3 Экспериментальные данные

 

Таблица 1

№ п/п	Величина	Ед. измер.	Номер сечения
			1	2	3	4	5	6
1	Диаметр сечения	см
2	Показания пьезометров	см

 

4.4 Обработка результатов эксперимента

Таблица 2

№ п/п	Вычислительная формула	Расчетная зависимость	Ед. измер.	Номер сечения
				1	2	3	4	5	6
1	Площадь сечения	S =	см2
2	Средняя скорость		см/с
3	Скоростной напор		см
4	Полный нопор	h =	см
5	Потери напора	H-h	см

 

4.5 По результатам экспериментальных данных и расчетных параметров построить в масштабе диаграмму уравнения Д.Бернулли, руководствуясь рисунком 1.

5 Выводы

Обратить внимание:

-       на изменение пьезометрической линии и линии полного гидродинамического напора;

-       на количественное изменение гидравлических потерь.

6 Контрольные вопросы:

-       Написать уравнение Д.Бернулли для реального потока.

-       Объяснить геометрический и энергетический смысл членов, входящих в уравнение Д.Бернулли и единицы измерения, м.

-       Рассказать методику проведения эксперимента и снятие опытных данных.

-       Объяснить методику построения диаграммы уравнения Д.Бернулли.