новая папка 1 / 241561
.pdf
плотность и давление воздуха при нормальных физических условиях; t – температура воздуха в помещении (0С).
3.Определяют среднюю скорость движения воздуха в трубе (м/с) по формуле
|
|
|
w |
V |
, |
|
(13) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
где f |
d |
2 |
|
|
|
2 |
. |
|
4 |
– площадь сечения трубы, м |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Вычисляют коэффициент трения по формуле |
|||||||
|
|
|
оп |
2 Pтр d |
. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
l w2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
5. |
Вычисляют число Re по формуле (2) и определяют режим движения |
|||||||
|
воздуха в трубе. Коэффициент кинематической вязкости воздуха |
|||||||
|
выбирают по приложению 1. |
|
|
|
|
|
||
6. |
Определяют толщину ламинарной пленки л по формуле (11). |
|||||||
7. |
Сравнивают полученное значение |
л с величиной эквивалентной |
||||||
|
шероховатости э , определяемой по приложению 2. Если соблюдается |
|||||||
|
неравенство л э , то следует рассчитывать по формуле Блазиуса |
|||||||
|
(4). При соблюдении неравенства л |
э расчет проводят по формуле |
||||||
|
(6) и (7). |
|
|
|
|
|
||
8. |
Вычисляют относительную погрешность по формуле |
|||||||
теор оп .
теор
Полученные данные заносят в таблицу 2.
9.Используя зависимость (3) по заданному числу Re 2320, определяют коэффициент трения при ламинарном режиме движения воздуха в трубе. Расчет проводят для трех значений Re . Данные заносят в таблицу 3.
10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
Результаты обработки опытных данных |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Наименование величины и ее |
|
Единица |
|
|
Опыт |
Опыт |
||||||||
|
п/п |
|
|
|
обозначение |
|
измерения |
|
|
№ 1 |
№ 2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Расход воздуха V |
|
м3/с |
|
|
|
|
|||||||||
2 |
Скорость воздуха w |
|
м/с |
|
|
|
|
|||||||||
3 |
Плотность воздуха |
|
кг/м3 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Коэффициент кинематической |
|
м2/с |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
вязкости воздуха |
|
|
|
|
|
|
||||||||
5 |
Площадь поперечного сечения |
|
м2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
трубы f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Число Re |
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
|||
7 |
Эквивалентная шероховатость |
|
мм |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
трубы э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Толщина ламинарной пленки л |
|
мм |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Коэффициент трения по опытным |
|
– |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
данным оп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Коэффициент трения по |
|
– |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
теоретическим формулам |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Относительная погрешность |
|
% |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка расчетных данных |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Режим движения воздуха |
|
Заданные |
|
Коэффициент |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значения Re |
|
трения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ламинарный |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Re 2320 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Турбулентный |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
4000 Re 105 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
d |
Re 500 |
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
э |
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Re |
|
500d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
10.По неравенству (8) выбирают три значения числа |
Re и производят |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|||||
расчет коэффициента трения по формуле А.Д. Альтшуля (10). Данные заносят в таблицу 3.
11.По полученным значениям строят график f Re .
8. Оформление отчета по лабораторной работе
Отчет должен иметь титульный лист с указанием наименования работы, фамилии и инициалов студента, группы, даты проведения опыта. Он должен включать в себя:
а) схему установки; б) журнал наблюдений;
в) обработку результатов опыта (приведение промежуточных расчетов и таблицы конечных результатов).
9.Контрольные вопросы
1.Какова природа возникновения потерь давления по длине трубы?
2.Что происходит с толщиной ламинарной пленки при увеличении скорости движения воздуха по длине трубы?
3.Какие трубы называются гидравлически гладкими? Гидравлически шероховатыми?
4.Какой формулой определяется коэффициент трения при ламинарном режиме течения?
5.Какие зоны сопротивления существуют при турбулентном режиме движения жидкости?
6.Что такое эквивалентная шероховатость поверхности трубы?
7.Как зависят потери на трение от скорости движения жидкости при ламинарном, турбулентном режиме в гидравлически гладких и шероховатых трубах?
8.Как измеряют потери давления по длине трубы?
9.В каких единицах измеряют потери давления?
10.Может ли одна и та же труба быть гидравлически гладкой и гидравлически шероховатой?
12
10.Библиографический список
1.Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы /Т.М. Башта [и др.] - М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.
2.Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / под ред.Б.Б. Некрасова. – Минск: Вышейшая школа, 1985. – 382 с.
3.Штеренлихт, Д.В. Гидравлика. Кн.1. / Д.В. Штеренлихт. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 351 с.
4.Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. / С.П. Стесин и [др.]; под ред. С.П. Стесина. – 4-е изд. – М.: Изд. центр «Академия», 2008. – 336 с.
|
|
|
Приложение 1 |
|
Значение коэффициента кинематической вязкости воздуха |
||||
|
|
|
|
|
Температура воздуха, 0С |
15 |
20 |
|
25 |
|
|
|
|
|
Коэффициент кинематической вязкости |
14,6 |
15,1 |
|
16,6 |
106 , м2/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 2 |
|
Значение эквивалентной шероховатости |
|
|
||
Материал и состояние поверхности |
|
Эквивалентная шероховатость трубы |
|
|
э , мм |
|
|
|
Медные и латунные трубы с гладкой |
|
0,001…0,01 |
поверхностью |
|
|
Стальные трубы новые |
|
0,02…0,05 |
Стальные трубы, бывшие в |
|
|
эксплуатации |
|
0,15…0,3 |
Стальные трубы старые |
|
|
заржавленные |
|
0,8…1,5 |
Чугунные трубы |
|
0,2…1,5 |
|
|
|
13 |
|
|
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ
ВОЗДУХА В КРУГЛОЙ ТРУБЕ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе № 4
Составители: Ермаков Олег Николаевич Крамченков Евгений Михайлович
Редактор О.И. Попова |
|
|
Подписано в печать |
. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. |
|
Ризография. Объём 0,9 п.л. Тираж 150 экз. Заказ № |
. |
|
Издательство Липецкого государственного технического университета. Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600 Липецк, ул. Московская, 30.
14