ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СЖАТИЯ, РАСХОДА, СКОРОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ МАЛОГО ОТВЕРСТИЯ В ТОНКОЙ СТЕНКЕ

Определить опытным путем коэффициент сжатия струи

, коэффициент расхода

, коэффициент скорости

и коэффициент сопротивления

. Пронаблюдать явление инверсии струи при истечении жидкости из отверстий различной формы.

· определить действительный расход воды через малое отвертие
в тонкой стенке;

· определить значение коэффициента сопротивления отверстия

;

· значения коэффициентов,

, и

полученные из опыта, сравнить с табличными данными.

Струя жидкости при вытекании из отверстия в тонкой стенке меняет свою форму, причем на некотором расстоянии от отверстия живое сечение струи f_с меньше площади отверстия f.

Сечение f_c называется сжатым, а отношение площади сжатого сечения струи f_c к площади отверстия f называется коэффициентом сжатия струи

Сжатие струи объясняется влиянием боковых струй, подходящих к отверстию под некоторыми углами по отношению к оси струи.

Сжатие струи и потери энергии на вход в отверстие уменьшают расход жидкости. Отношение действительного расхода жидкости к теоретическому называется коэффициентом расхода:

Отношение действительной скорости истечения к теоретической называется коэффициентом скорости.

Коэффициент скорости

может быть определен двумя способами. Первый из них требует замера площади сжатого сечения и расхода, протекающего через отверстие:

Второй способ основан на измерении траектории вытекающей, струи за сжатым сечением.

При помощи прибора (рис. 10.1) на расcтоянии x от сечения I–I до сечения II–II измеряется разность у, равная высоте расположения центров тяжести этих сечений.

где t – время движения частицы; g – ускорение силы тяжести.

Подставляя это значение

в формулу для определения коэффициента скорости, получим:

Измерив координаты x и y струи, получим возможность вычислить

. Установлено, что при истечении жидкости из отверстия в тонкой стенке среднее значение коэффициента скорости равно 0,97.

Откуда коэффициент сопротивления определим по формуле:

Все перечисленные коэффициенты не есть вполне постоянные еличиины, а изменяются от величины напора

, от величины и формы отверстия, от числа Рейнольдса и других факторов, влияющих на истечение.

Установка для изучения истечении жидкости из малого отверстия в тонкой стенке (рис. 10.2) состоит из напорного бака 1, в нижней части которого сделано гнездо; закрываемое при помощи клапана 2. В гнездо могут быть вставлены и закреплены специальными гайками пластины, имеющие отверстия различной формы.

Расход воды регулируется краном 3. Слив 4 служит для создания постоянства напора

Положение уровня жидкости в баке определяется по водомерному стеклу 5, нуль шкалы которого совмещен с центром отверстия.

Для измерения координат точек вытекающей струи служит горизонтально расположенная линейка с делениями и ползунком.

Ползунок имеет градуированный на миллиметры вертикально перемещающийся стержень, оканчивающийся иглой. Диаметр струи измеряется штангенциркулем. Расход жидкости измеряется объемным способом.

1. В гнездо сосуда 2 (рис. 10.2) установить пластинку с круглым отверстием, диаметр которого предварительно измерить.

2. Напорный бак при закрытом клапане заполнить водой до слива. Подачу жидкости в бак регулировать так, чтобы во время опыта, для поддержания постоянства напора, беспрерывно работал слив.

3. Измерить напор воды в баке

по водомерному стеклу.

4. Струю жидкости после открытия клапана 2 направить в мерный бак, измерить объем воды и время наполнения по секундомеру. Опыт повторить 3–4 раза.

5. Измерить координаты струи x и y в двух произвольно взятых сечениях.

7. В гнездо бака поочередно вставить пластины с вырезами круглого, квадратного и треугольного сечений и продемонстрировать явление инверсии струи для этих сечений.

Все измерения, сделанные в процессе эксперимента, заносятся в соответствующие графы отчета прилагаемой формы (табл. 10.1).

Действительный расход воды определить по формуле:

где d_c и d – диаметр струи в сжатом сечении и отверстии.

Коэффициент скорости по измеренным координатам траектории струи равен:

Значение коэффициента сопротивления отверстия

Значение коэффициентов,

, и

полученные из опыта, сравнить с табличными данными.

Все результаты вычислений и сравнений заносятся в соответствующие графы отчета прилагаемой формы (табл. 10.2, 10.3, 10.4).

Отклонение опытных данных от табличных коэффициентов

1. Что называется коэффициентом сжатия струи?

2. С какой целью определяется коэффициент расхода отверстия?

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: