Описание лабораторной установки

Схема установки приведена на рис. 2. Истечение жидкости происходит через квадратное 5 и круглое 6 отверстия, а также через цилиндрический насадок 7, расположенный на торцевой стенке бака 1.

При открытии вентиля 3 вода поступает из сети в бак и под напором Н вытекает через насадок или отверстие свободной струей. Координата _ x _ измеряется с помощью подвижного устройства. установленного на горизонтальной линейке; координата _y_ - расстояние между горизонтальной осью отверстия или насадка и осью струи -- в данной работе является величиной постоянной у = 0, 518 м.

Напор истечения принимается Н = 0, 62 м.

Для определения вакуума внутри насадка применяется жидкостный U- образный вакуумметр, заполненный четыреххлористым углеродом с плотностью ρ _ccl4 = 1586 кг/м³.

Порядок выполнения работы:

1. Открыть заглушку на отверстии 5. Постепенно открывать вентиль 3, одновременно проводя измерение координаты х для отверстия. Затем проделать то же для насадка.
2. Записать полученные результаты в таблицу данных.
3. Для насадка замерить вакуум внутри него по вакуумметру

Таблица результатов измерений и расчетов

Величина	Отверстие	Насадок
Диаметр d, мм
Площадь, ω, см2	3, 14	3, 14
Напор истечения H, м	0, 62	0, 62
Координата x, м
Вакуум в насадке, hвак, мм	--------
Напор истечения, H, м	0, 62	0, 62
Коэффициент скорости, φ
Скорость истечения, V, м/с
Коэффициент расхода μ
Расход истечения, Q, м3/с
Коэффициент гидравлического сопротивления,
Коэффициент сжатия струи ε
Коэффициент сжатия струи внутри насадка, ε н
Число Рейнольдса, Re
Погрешность определения коэффициента

Обработка результатов измерений

1. Определить коэффициент скорости и скорость истечения для отверстия и насадка.
2. Вычислить коэффициент расхода , принимая =0, 64 для отверстия и = 1 – для насадка. Определить расход жидкости по зависимости (3)
3. Определить значения коэффициентов сопротивления для отверстия и насадка по формуле (4)
4. Вычислить степень сжатия струи внутри насадка по формуле (5). Использовать соотношение (6)
5. Определить число Рейнольдса и режим течения жидкости
6. Вычислить относительную ошибку измерения коэффициентов расхода

(7)

Здесь - абсолютная погрешность, определяемая точностью прибора. В работе можно принять H = 0, 5 цены наименьшего деления шкалы прибора (линейки, пьезометра и т.д.) y = 0, 1 мм.

1. Сравнить полученные результаты со стандартными значениями коэффициентов расхода и скорости для отверстий и цилиндрических насадков: φ _о=0, 95; μ _о=0, 61; φ _н=μ _н=0, 82.

Контрольные вопросы для подготовки

1. Как определяется в работе напор истечения?
2. Что называется инверсией струи и почему она происходит?
3. Почему действительный расход меньше теоретического?
4. Почему образуется и какую роль играет вакуум на входе в насадок?
5. Охарактеризуйте насадки различных типов с точки зрения их пропускной способности и гидравлического сопротивления
6. Почему ?
7. Как определить в работе коэффициент скорости истечения?
8. Как определить степень сжатия струи внутри насадка?
9. Как можно визуально убедиться в наличии вакуума на входе в цилиндрический насадок?

Составил доц. Дорошенко В.А.