Определение постоянных Дарси и Чези для потока в трубе - Строительство и ремонт

ЦЕЛЬ: i. Определить постоянные Дарси и Чези для заданных труб, ii. Построить следующий график:

Постоянная Дарси “f” в зависимости от числа Рейнольда.
Константа Чези “C” в зависимости от числа Рейнольда.

ОБОРУДОВАНИЕ:
a) Трубы диаметром 15, 20, 25 и 32 мм “D” длиной “L” 3 м с клапаном управления потоком в каждой трубе. Трубы подачи давления вверх и вниз по потоку в виде коллектора предназначены для измерения напора давления с регулирующими клапанами, расположенными на общем месте для удобства эксплуатации.
б) измерительный бак размером 0,6 x 0,6 x 0,8 м с переливным устройством, манометрическим стеклом, шкалой и сливным краном.
в) U-образная трубка дифференциального ртутного манометра с диапазоном 0,5 м и делениями шкалы: 1 мм для измерения потери напора.
c) Секундомер.
БАЗИКИ:
Когда вода течет по трубе, в ней возникает градиент скорости и, следовательно, напряжение сдвига из-за вязкого воздействия, что приводит к потере энергии. Эта потеря известна как потеря на трение.
Дайте воде протечь через данную трубу и измерьте потерю напора из-за трения как HHg см ртути с помощью манометра, подключенного на известном расстоянии L см. Фактический расход Qa через трубу определяется путем замера времени набора h см воды в мерный бак.
Фактический расход

Где
a – площадь поперечного сечения измерительного резервуара в см2.
H – перепад высот воды в мерном баке в см.
Tm – среднее время сбора воды для перепада высоты h см, измеряемое в секундах (tm = от 60 до 120 с).
Константа Дарсиса, f, может быть рассчитана из соотношения.
Потеря напора

Hw – HHg * 12,6 см воды.
L – длина испытания в см.
V – Скорость воды внутри трубы

D – Внутренний диаметр трубы
Константа Чези C может быть рассчитана из соотношения

V – Скорость воды внутри трубопровода см/с.
i – Гидравлический градиент, Hw / L
м – D/4 – средняя гидравлическая глубина (т.е. площадь поперечного сечения / смоченный периметр).
Число Рейнольда для потока через трубопровод рассчитывается как,
Re = (? / ? ) V D
Где,
? – массовая плотность воды (1000 кг/м3 при 300 C.)
D – диаметр трубы
? -абсолютная (динамическая) вязкость воды и равна7,82 * 10 – 4 кг/м.с. при 300C.
ПРОЦЕДУРА:
i. Подсоедините ртутный манометр к напорным кранам на концах трубы испытательной длины и закройте все вентили (трубопровод и манометр).
ii. Откройте игольчатые клапаны манометра и напорного крана. Убедитесь, что манометр заправлен.
iii. Полностью откройте впускной клапан и отрегулируйте выпускной клапан выбранного трубопровода, в котором будет проводиться эксперимент, чтобы отметить максимально возможный перепад напора (HHg) ртутного столба. Разделите значение (HHg) на семь, чтобы зафиксировать шаги в разности давлений для семи наборов показаний.
iv. Отрегулируйте выпускной клапан, чтобы получить необходимую разность давлений в манометре, и запишите показания манометра.
v. Запишите время в секундах для набора воды для подъема на h см в мерный бак дважды t1 и t2. Если разница в показаниях превышает 10%, снимите третье показание в пределах диапазона.
vi. Повторите эксперимент для разных показаний манометра.
Расчет и график:
Подготовьте подробный пример расчета для одного набора показаний, как это объясняется в принципе. Рассчитайте остальные наборы показаний и занесите их в таблицу. Постройте необходимые графики, используя табличные данные с подходящим масштабом
i) Константа Дарси “f” в зависимости от числа Рейнольда
ii) Постоянная Чези “C” в зависимости от числа Рейнольда.
ОБСЛУЖИВАНИЕ:
После завершения эксперимента закройте впускной клапан и откройте все задвижки и игольчатые клапаны, затем сделайте их закрытыми.
После завершения эксперимента слейте воду из измерительного бака.
Через два/три месяца слейте ртуть из манометра, открыв сливную пробку, расположенную внизу, и очистите стеклянные трубки мыльной водой, затем закрепите сливную пробку и вылейте ртуть.