МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра: «Нефтехимии и химической технологии»

Дисциплина: «Процессы и аппараты химической технологии»

ОТЧЕТ ПРИНЯТ

Оценка(баллы):__________

Доцент кафедры НХТ к.т.н.

____________С.П.Ломакин

Отчет по лабораторной работе №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В

ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЕ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

Хайруллина Ю.Р.

Ст.гр. БТП-19-01

УФА

2021

Цель работы:

а) градуирование ротаметра объемным способом;

б) экспериментальное определение потерь напора на преодоление сопротивления трения и местных сопротивлений при заданных преподавателем расходах воды через трубу для каждого студента;

в) расчетное определение коэффициентов сопротивления трения и потерь напора и ;

г) сравнение экспериментальных и расчетных величин потерь напора , и , ;

д) определение суммарных потерь напора .

Краткая теория:

1) Движение жидкости по горизонтальной трубе в общем случае описывается критериальным уравнением

представляя которое в виде:

получимуравнение Дарси-Вейсбаха для определения гидравлических потерь давления вследствие трения:

, Па,

где

Eu, Re – числа Эйлера и Рейнольдса;

d_э– эквивалентный диаметр трубы, м;

ρ – плотность жидкости, кг/м³;

L – длина трубы, м;

w – средняя линейная скорость, м/с;

– относительная шероховатость;

Δ – абсолютная шероховатость, м;

f(Re, Eu) = λ – коэффициент гидравлического трения.

Поделив левую и правую части уравнения на ρ•g, представим его для расчета потерь напора в метрах столба перекачиваемой жидкости:

, м.

2) При ламинарном режиме течения жидкости по круглой трубе (Re<2320) коэффициент трения независимо от его шероховатости рассчитывается по формуле Пуазейля

3) При 4000 <Re< 100000 коэффициент трения рассчитывается по формуле Елазиуса:

4) В интервале 2320< 4000 наблюдается неустойчивый режим течения, и величина λ меняется скачкообразно. Аналитический расчет λв этой области значений чисел Reзатруднителен и может быть произведен графически.

5) С увеличением критерия Reзона гладкого трения, в которой λзависит лишь от Re, переходит сначала в зону смешанного трения, когда
λ=f(Re, ε), а затем в автомодельную (по отношению к Re) зону, когда λ определяется лишь шероховатостью стенок труб Δ. Для зоны смешанного трения λ определяется по формуле

Для автомодельной зоны –

В уравнениях величина относительной шероховатости определяется отношением . Значения абсолютных шероховатостей Δприводятся в справочниках.Для новых стальных труб Δ=0,06-0,1 мм.

Потери напора в местных сопротивлениях характеризуется произведением коэффициентов местных сопротивлений ξ на скоростные напоры:

, м.

Для определения местных сопротивлений на сужение и расширение необходимо использовать значение скорости потока в самом узком сечении трубопровода.

Общие потери напора при перекачке жидкости по трубопроводу с несколькими местными сопротивлениями определяются по следующему уравнению:

Описание лабораторной установки:

На рисунке 1 дана схема лабораторной установки, которая включает следующие элементы:

- бачок 1 для воды объемом 50 л;

- насос 8 для перекачки воды по трубопроводу;

- участок трубы 2 с сужением и расширением для измерения местных сопротивлений;

- участок трубы 3 с одинаковым диаметром для измерения сопротивления трения;

- мерный цилиндр 7 с градуировкой для определения расхода объемным методом.

К участкам трубы 2 и 3 подсоединены три датчика перепада давления.

Рисунок 1 – Схема лабораторной установки

Основные характеристики установки:

- рабочая жидкость - вода, физические свойства ρ и ν при разных температурах см. [3, с. 537; 4, с. 520];

- жидкость в дифференциальных манометрах подкрашенный четыреххлористый углерод (CCl₄) с плотностью при 20 °С ρ =1594 кг/м³ [3, с. 512; 4, с. 495];

- внутренний диаметр прямого участка трубы d₁ = 12 мм, длина
L=1000 мм, материал трубы - нержавеющая сталь;

- внутренний диаметр участка трубы с местными сопротивлениями 15 мм, сужения d₂ = 7 мм.

Схематическое изображение участка трубопровода с местными сопротивлениями представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 – Участок трубопровода с местными сопротивлениями

В работе используется секундомер, который получают от лаборанта

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Проверяют наличие воды в бачке, при отсутствии ее заливают с помощью резинового шланга из рядом расположенного водопроводного вентиля.

2. Запускают насос и выполняют эксперимент, снимая показания с дифманометров опытных значений потерь напора вследствие сопротивления трения Δh_три местных сопротивлений , в метрах столба четыреххлористого углерода и/или электронных измерительных приборов.

Для каждого студента преподаватель устанавливает отдельные 2-3 значения расхода. Для каждого расхода снимают показания дифманометров. Первичные результаты эксперимента и расчетов представляются в таблицу 1 либо в таблицу 2, в зависимости от способа замера гидравлических сопротивлений.

Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 48; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!