ВЪВЕДЕНИЕ

загуби

Тъй като течността тече през тръба, тръба или друго устройство, загубите на енергия възникват поради триене; такива енергии водят до намаляване на налягането между две точки в поточната система.

Има видове загуби, които са много малки в сравнение и поради това се наричат ​​незначителни загуби, които възникват, когато има промяна в напречното сечение на пътя на потока или посоката на потока, или когато потокът на пътя е възпрепятстван, както в клапан.

В тази лаборатория размерите на тези загуби, настъпили от тези източници, ще бъдат изчислени с помощта на експериментални данни.

1. ЦЕЛИ

Определете коефициента на триене за турбулентен поток с помощта на диаграмата на Муди.

Изчислете величината на загубата на енергия за ламинарен или турбулентен поток в кръгли тръби.

Разпознаване на източници на малки загуби.

2. ТЕОРЕТИЧНА ОСНОВА

Уравнението на Дарси може да се използва за изчисляване на загубите на енергия в дълги, прави участъци от кръгли канали, както ламинарен, така и турбулентен поток. Разликата между двете е в оценката на фактора f, който няма размери.

Когато имате ламинарен поток, изглежда, че потокът се движи под формата на няколко слоя, един върху друг. Поради вискозитета на течността се създава напрежение на срязване между слоевете течност.

Загубата на енергия поради триене в ламинарен поток в кръгови канали може да се изчисли от уравнението:

За турбулентен поток на течности в кръгови канали е по-удобно да се използва законът на Дарси за изчисляване на загубата на енергия поради триене. Не можем да изчислим f чрез просто изчисление, както може да се направи с ламинарен поток, тъй като турбулентният поток не се състои от редовни и предвидими движения. Непрекъснато се променя. Следователно трябва да се разчита на експериментални данни, за да се определят стойностите на f.

Тестовете показват, че безразмерното число f зависи от две други числа, също безразмерни, числото на Рейнолдс и относителната грапавост на канала. Грапавостта може да варира поради образуването на отлагания по стената или поради корозия на тръбите, след като тръбата е била в експлоатация за известно време.

Един от най-широко използваните методи за оценка на коефициента на триене използва диаграмата на Муди.

Говори се и за загуба на енергия, когато има лакти, разширение или свиване или през клапан.

Експерименталните стойности на енергийните загуби обикновено се отчитат по отношение на коефициент на съпротивление, K, както следва:

Тестовете показват, че стойността на коефициента на загуба K зависи както от частта от размерите на двата канала, така и от големината на скоростта на течността, било то за внезапно разширение или внезапно свиване.

За да се изчисли стойността на коефициента на триене в клапани или съединения, тя се получава с формулата:

ИЗПИТВАЩА ПАРКА

Това е устройството, използвано за оценка на енергийните загуби, които произхождат от тръбите и аксесоарите. Състои се от различни видове аксесоари и тръби, свързани помежду си и от своя страна към помпа.

Материалът на тези елементи е мед, PVC и поцинкована стомана.

Това е устройство за измерване на времето. В теста се използва за записване на времето, за което се получава обем вода.

Прозрачна стъклена тръба, градуирана с обемна скала (ml).

4. ПРОЦЕДУРА

  • Разпознаване на екипа.
  • Пуснете моторната помпа в експлоатация, с напълно отворени спирателни клапани, те бавно се затварят и съответните обеми се вземат за дадено време, за да се изчисли дебитът (Q) (Вземете три пъти и три обема и вземете средни стойности).
  • Делтата на налягането се отчитат на манометрите за диференциално налягане на живак за всяка секция на тръбата и за всеки фитинг.
    Трябва да се вземат шест различни дебита.

ЗАГУБИ В ТРЪБИ И ФИТИНГИ


Площ на тръбата:

PVC: d = 1,8 cm A = p d 2/4 = 2,545 cm 2

мед: d = 1,1 cm A = p d 2/4 = 0,9503 cm 2

поцинкована: d = 1,27 cm A = p d 2/4 = 1,267 cm 2

Дебити:

Vpvc = Q/A = 130/2.545 = 51.08 cm/s

Vcobre = 130/0,9503 = 136,8 cm/s

Vgalv = 130/1,267 = 102,6 cm/s

Vpvc = 149/2.545 = 58.55 cm/s

Vcobre = 149/0,9503 = 156,79 cm/s

Vgalv = 149/1,267 = 117,6 cm/s

Vpvc = 217/2.545 = 85.27 cm/s

Vcobre = 217/0,9503 = 228,35 см/сек

Vgalv = 217/1,267 = 171,27 cm/s

Vpvc = 233/2.545 = 91.55 cm/s

Vcobre = 233/0,9503 = 245,19 cm/s

Vgalv = 233/1,267 = 183,9 cm/s

Vpvc = 283/2.545 = 111.20 см/сек

Vcobre = 283/0,9503 = 297,80 см/сек

Vgalv = 283/1,267 = 223,36 cm/s

Vpvc = 290/2.545 = 113.95 cm/s

Vcobre = 290/0,9503 = 305,17 cm/s

Vgalv = 290/1,267 = 228,89 cm/s

ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА БРОЯ REYNOLDS

g = 1,007 X 10 -6 m 2/s = 1,007 X 10 -2 cm 2/s

D галван = 1,27 см

За изчисляване на коефициента на триене смятаме, че PVC тръбата е гладка тръба, след което f я намираме с помощта на диаграмата на Moody.

Коефициент на триене

C = f/D C = 0,03/1,8 = 0,0166

Загубени от аксесоари

Q (cm³/s) 130 149 217 233 283 290
Аксесоар h (mm-Hg) h (mm-Hg) h (mm-Hg) h (mm-Hg) h (mm-Hg) h (mm-Hg)
Прав PVC PVC 1 1 1 1 1 1
Прави галв. 3 3 5 6 10 10
Прави Cu 6 8 12 14. двайсет 22.
45 ° лакът 6 8 12 петнадесет 24 25
90 ° лакът 5 7.5 12 петнадесет 18. 22.
180 ° лакът 180 ° 5 7 единадесет 13 петнадесет двадесет и едно
T Cu 12 18. 31 37 56 57
Срещу .Cu Cu 1 1 1 1 1 две
Разгънете. Cu 4 4 6 8 13 14.
Опит PVC 7 6 3 две 1 1
Балонен ключ 37.5 18.75 56.25 112.5 112.5 112.5
Валяк 5 9 петнадесет 17 27 27

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Анализирайки резултатите от загубите на глава, генерирани от аксесоарите, се стига до заключението, че с увеличаване на потока загубите стават по-големи, установявайки право пропорционална връзка. По същия начин е поведението на загубите на единица дължина по отношение на изменението на потока.

Наблюдавайки графиките на h срещу Re и h срещу V 2/hg (скоростна глава), може да се види, че получените криви са прави линии, изкачващи се от началото.

От проведеното изпитване беше възможно да се разбере кои са принадлежностите за тръби, които причиняват по-големи и по-малки пиезометрични разлики. Също така беше възможно да се установи кои са материалите, които генерират най-големи загуби на единица