Механика жидкости и газа ТГУ Росдистант Лабораторные

Цель работы: ознакомиться и понять смысл уравнения Бернулли, уметь применять его для решения практических задач гидродинамики.

Схема лабораторной установки

Работа производится на установке, представленной на рис. 1.

Рис. 1. Экспериментальная установка и построение линий полного и пьезометрического напоров при течении жидкости в трубе переменного сечения

Рис. 2. Пример геометрической интерпретации уравнения Бернулли

Программа работы

1. Проследить за изменением величины потерь напора по длине исследуемой трубы и характером уклонов.

2. Уяснить значение трубки Пито.

3. Построить график изменении напоров.

4. Ответить на контрольные вопросы

Теоретические сведения

Закон сохранения энергии для установившегося потока несжимаемой жидкости в поле сил тяжести выражается уравнением Бернулли:

Z1 + P1/γ + α1υ12/(2g) = Z2 + P2/γ + α2υ22/(2g) + hw. (1)

Уравнение (1) можно записать в виде

Z1g + P1g/γ + α1υ22/2 = Z2g + P2g/γ + α2υ22/2 + hwg. (2)

Все величины, входящие в уравнения (1) и (2), имеют геометрический и энергетический смыслы (табл. 1, рис. 2).

Каждое слагаемое уравнения Бернулли выражает энергию, отнесенную к одному килограмму веса жидкости, т. е. удельную энергию, и тогда уравнение можно назвать балансом удельной энергии потока жидкости с учетом потерянной энергии.

Коэффициент α характеризует неравномерность распределения скоростей в поперечном сечении потока и представляет собой отношение истинной кинетической энергии потока к кинетической энергии, вычисленной по средней скорости. Для труб при турбулентном режиме α = 1,1. При решении инженерных практических задач коэффициент α принимают равным 1.

Уклоны. Удельная энергия вдоль потока жидкости изменяется. Если считать, что изменение ее равномерно идет вдоль потока, иногда можно потерю энергии изобразить прямыми линиями и получить геометрическую, пьезометрическую и напорную линии (1).

Геометрический уклон:

i = (Z1 – Z2) / l1–2

смотрите демо файл