对于措施(d),不同供水系统调压效果是不同的,需作具体分析。可通过理论分析与实验研究相结合的方法,确定改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对管中某断面压强的影响情况。本设计性实验要求利用图1实验装置,设计改变水箱中的液位高度对喉管真空度影响的实验方案并进行自主实验。理论分析与实验方法提示:取基准面0-0如图4所示,图中1-1、2-2、3-3分别为计算断面1、2、3,计算断面1的计算点选在液面位置,计算断面2、3的计算点选在管轴线上。水箱液面至基准面0-0的水深为h。改变水箱中的液位高度对喉管真空度影响的问题,实际上就是z,+P2随h递增还是递减的问题,可由a(z,+P2)/ah加以判别。pg /pg列计算断面1、2的伯努利方程(取α2=α3=1)有h=3+++hu(1)pg2gU2hua=-5a因hwl-2可表示成式中212是管段1一2总水头损失因数,当阀门开度不变时,在h的有限变化范围内,可设e1.2近似为常数。又由连续性方程有-(d)42gd,2g故式(1)可变为2+=h-[()+Sa]%(2)d,2gpg式中u/2g可由断面1、3伯努利方程求得,即(3)h= z, +(1+5e13)2gSc1.3是全管道的总水头损失因数,当阀门开度不变时,在h的有限变化范围内,可设e1.3近似为常数。由此得党-,代入式(2)有2g~1+5eL36
(4)1d.1+5c13pg0(z, + p, / pg) =1- (d, / d,) +5e12则(5)h1+5a1.3若1-(α/d)+5az>0,则断面 2上的2,+ 随h同步递增,反之,则递减。1+5e1.3pg若接近于0,则断面2上的z,+P2随h变化不明显。pg实验中,先测计常数d/d、h和z3各值,然后针对本实验装置的恒定流情况测得某一大流量下z2+、/2g、U3/2g等值,将各值代入式(2)、(3),可得各09管道阻力因数Ga12 和Si13。再将其代入式(5)得2(3+P:/Pe),由此可得出改变水箱ah中的液位高度对喉管真空度影响的结论。最后,利用变水头实验可证明该结论是否正确。五、数据处理及成果要求1.记录有关信息及实验常数实验台号:实验设备名称:实验者:实验日期:均匀段di=x10-2m_x10-m喉管段d2=扩管段ds=×10-2m水箱液面高程Vo=×10-2m上管道轴线高程V=×10-2m(基准面选在标尺的零点上)2.实验数据记录及计算结果表1管径记录表?*?*?*10①*0**②测点编号????0R③0R管径d/10-m两点间距61016413.529.516661/10-2m
P单位10-m,i为测点编号)表2测压管水头hi流量测记表(其中h=z+pg实验qihh3h4hshhgh1ohih13h15h17h19次/(10-m /s)数12表3计算数值表(1)流速水头qv2 =V, /t, =qv=V/t, =201.3/(10-°m2/s)/(10-°m/s)管径d/10-mu?/2g?/2gAUAU/10-m2/10-m2/(10-2m/s)/(10-2m/s)/10-2m/10-mav?P,单位10-2m,i为测点编号)(2) 总水头H(其中H=z,+2gpg实验avH2H4HsHHisH17Hi9H9H13次数/(10m /s)123.成果要求(1)回答定性分析实验中的有关问题。(2)计算流速水头和总水头。见表3(3)绘制上述成果中最大流量下的总水头线和测压管水头线。(轴向尺寸参见图5,总水头线和测压管水头线可以绘在图5上)。如图6所示X
/mmV400300D220030?9040;40;6060.;4011351050618@97195160160一700050100200300400500600800900100011001200/mm绘制测压管水头线坐标图图5(4)完成设计性实验六、分析思考题1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?2.阀门开大,使流量增加,测压管水头线有何变化?为什么?3.由毕托管测量的总水头线与按实测断面平均流速绘制的总水头线一般都有差异,试分析其原因。4.为什么急变流断面不能被选作能量方程的计算断面?七、注意事项1.各自循环供水实验均需注意:计量后的水必须倒回原实验装置的水斗内,以保持自循环供水(此注意事项后述实验不再提示)。2.稳压筒内气腔越大,稳压效果越好。但稳压简的水位必须淹没连通管的进口,以免连通管进气,否则需拧开稳压筒排气螺丝提高筒内水位;若稳压筒的水位高于排气螺丝口,说明有漏气,需检查处理。3.传感器与稳压筒的连接管要确保气路通畅,接管及进气口均不得有水体进入,否则需清除。4.智能化数显流量仪开机后需预热3~5分钟。9
2毕托管测速与修正因数标定实验一、实验目的和要求口1了解毕托管的构造和适用条件,掌握用毕托管测量点流速的方法;2.测定管嘴淹没出流时点流速,学习率定毕托管流速修正因数的技能;3.分析管嘴淹没射流的流速分布及流速系数的变化规律。二、实验装置1.实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。54910h8111211514o1.332图1毕托管测速实验装置图1.自循环供水器2.实验台3.水泵电源开关4.水位调节阀5.恒压水箱与测压点①6.管嘴7.毕托管及其测压点③、④8.尾水箱与测压点②9.测压管①~④10.测压计11.滑动测量尺12.上回水管13.稳压筒14.传感器15.智能化数显流速仪2.装置说明(1)配有智能化毕托管数显流速仪。智能化数显流毕托管速仪系统包括稳压筒、高精密传感器和智能化数显流速仪(含数字面板表及A/D转换器)。该流速仪为流速瞬时测量仪,精度一级。10