linijski i lokalni gubici

7/24/2019 Linijski i Lokalni Gubici

1/9

Praktikum iz hidraulike Str. 6 - 1

VI vjeba

Stacionarno te enje u sustavu pod tlakom

Primjena Bernoullijeve jednadbe za strujanje realne tekuine u sustavu pod tlakom jeprikazana na modelu koji se sastoji od posude iz koje voda utjee u cijev promjenjivogpoprenog presjeka s nizom koljena i zasunom te slobodnim istjecanjem na kraju. Namodelu se mjeri promjena tlaka du strujne cijevi. Model je prikazan na slici 6.1.

Slika 6.1 Fizikalni model linijskih i lokalnih gubitaka u sistemu pod tlakom

Na osnovu tlaka izmjerenog u pojedinim protjecajnim profilima i brzine izmjerenepomou Pitotove cijevi na izlazu iz promatrane dionice, moe se nacrtati energetskalinija. Na osnovu pada energetske linije mogu se izraunati koeficijenti linijskihgubitaka za cijevi kao i koeficijenti lokalnih gubitaka na ulazu, proirenju, suenju,koljenu i zasunu. Procedura mjerenja je ukratko opisana u nastavku, a na kraju su zaorijentaciju priloeni neki od koeficijenata lokalnih gubitaka objavljeni u literaturi.


2/9


1. Procedura mjerenja

Nakon ukljuivanja crpke se otvara zasun i formira stacionarno teenje.

Prvi korak je mjerenje izlazne brzine pomou Pitotove cjevice hPIT i razine u svimpiezometrimahi, gdje jei = 1-17.

Brzina u cijevi 1 (promjera D1) je v1 = PIT gh2 te se moe izraunati protok kroz cijevprema formuli 4 / 211 DvQ =

Potrebno je:

1) prema izmjerenimh i i izraunatim brzinskim visinama nacrtati piezometarsku ienergetsku liniju2) odrediti relativnu i apsolutnu hrapavost cijevi 1 i 2

Postupak :

Na potezima gdje se mjeri linijski gubitak, a to su dionice izmeu piezometara: 1-2, 2-3, 4-5,5-6, 7-8, 8-9, 11-12, 12-13 i 14-15, treba izraunati vrijednost linijskog gubitka izkonstruirane energetske linije

ij j ih E E = 2

2ij

ij

L vh D g =

2

2 ijij

D g h

L v

=

Izraunati v D Re

= , sm x / 1014,1 26=

Za poznate i Re na Moodyjevom dijagramu oitati relativnu hrapavost / D , a iz tevrijednosti izraunati apsolutnu hrapavost .


3/9


Dobivene podatke upisati u sljedeu tablicu:

CIJEV POTEZ E (cm) L (cm) v (m/s) Re /D (mm)1

2

1-22-34-55-67-88-9

11-1212-1314-15

2. Odre ivanje koeficijenata lokalnih gubitaka

Na fizikalnom modelu je ugraeno nekoliko parova piezometara na kojima se moe mjeritipad piezometarske linije, iz koje se moe izraunati koeficijent lokalnog gubitka. Piezometrisu postavljeni na ulazu u cijev, kao i na proirenju, koljenima i suenju. Za odreivanjelokalnih gubitaka treba oitati razliku razina vode u piezometrima 3-4, 6-7, 9-11, 13-14,15-16 i 16-17. Valja obratiti pozornost da se u piezometru 10 dio kinetike energije pretvarau potencijalnu te ga treba izostaviti kod raunanja lokalnih gubitaka.

2

2

:

22

ij i j

jij LOK

ij LOK

j

Za naglo proirenje

vrijedi

h E E

vh

g

h g

v

=

=

=

Kod proirenja se dio kinetike energije pretvara u tlanu energiju, pa iz tog razloga moelokalno doi do porasta piezometarske linije.Nakon mjerenja i obrade rezultata treba izvriti usporedbu s vrijednostima prema izrazimaobjavljenima u literaturi. Primjer za naglo proirenje:

22

1 jPRi

D

D

=

g

vh jPRPR 2

2

=


4/9


Za usporedbu svih izraunatih koeficijenata lokalnih gubitaka (ulaz u cijev, naglo proirenje,naglo suenje, koljeno i zatvara), moe se koristiti sljedea tablica:

MJESTO OPIS E MJERENO LOK LITERATURA LOK Ulaz3-46-79-1113-1415-1616-17

UlazProirenjeKoljeno 45Koljeno 90Koljeno 45SuenjeZatvara

Za zatvara treba odrediti samo MJERENO LOK jer nema smisla odreivati

LIT LOK , obzirom da nije

poznat postotak zatvorenosti povrine presjeka cijevi.

NAPOMENA: Zbog zavarivanja prikljuaka kojima su piezometri spojeni na cijev moedoi do smanjenja povrine ivog presjeka te neloginosti u dobivenim rezultatima. Takoer,na nekim piezometrima, koji su neposredno uz mjesto lokalnog gubitka, moe doi doodstupanja od oekivane vrijednosti tlane visine zbog izraene turbulencije. Prilikom opisarezultata mjerenja treba komentirati neloginosti te po potrebi korigirati izmjerenupiezometarsku i energetsku liniju prije predaje programa.Drugim rije ima, potrebno jenacrtati o itanu i ispravljenu piezometarsku i energetsku liniju.

U nastavku je prikazano nekoliko vrijednosti koeficijenata lokalnih gubitaka objavljenih uliteraturi.


5/9



6/9



7/9


GRAEVINSKI FAKULTET Ak.god.SVEUILITE U ZAGREBUDiplomski studij

Predmet: H I D R A U L I K A

Student :

Mat. broj :

Zadatak 6 : Stacionarno te enje u sustavu pod tlakom

Svrha ispitivanja:Odreivanje koeficijenata linijskih i lokalnih gubitaka za sistem pod tlakom.

Koeficijenti gubitaka odreuju se badarenjem mjernih podataka dobivenima na fizikalnommodelu.

Zadatak:a) Obradom mjernih podataka za sluaj stacionarnog strujanja pod tlakom na

fizikalnom modelu, odrediti koeficijente linijskih gubitaka. Takoer odrediti apsolutnui relativnu hrapavost za cijev manjeg ( D 1 = 18 mm) i veeg promjera ( D 2 = 28 mm).

b) Obradom mjernih podataka odrediti koeficijente lokalnih gubitaka za ulaz ucijev, naglo proirenje, koljena, naglo suenje i zasun. Dobivene vrijednosti trebausporediti s koeficijentima lokalnih gubitaka iz inenjerske literature, koji su priloeniu dodatku.

c) Na osnovu mjernih podataka nacrtati piezometarsku i energetsku liniju tlanecijevi.

D 1 = 18mm D 2 = 28mm


8/9


Tok ispitivanja:Ukljui se pumpa na modelu, te se namjetanjem zasuna uspostavi stacionaran

reim kroz tlanu cijev, s odreenim protokomQ . Najprije se izmjeri brzinska visinahPIT u Pitotovoj cjevici na nizvodnom kraju modela. Zatim se izmjere piezometarskekote h i, i = 1-17 za sve piezometre na modelu. Takoer se provjere meusobneudaljenosti pojedinih piezometara Lij po duljini tlane cijevi: L12 , L23 , L45 , L56 , L78 ,

L89 , L1112 , L1213 i L1415 .

Obrada podataka:Brzina u cijevi manjeg promjera D 1 se odredi pomou brzinske visine u

Pitotovoj cjevici: v1 = PIT gh2

Protok kroz cijev se izrauna na osnovu jednadbe:4

21

1 D

vQ =

Ad a) Za svaku dionicu tlane cijevi duljine L ij , odredi se energetski (tlani) linijskigubitakh ij = h j h i, te se pomou Darcy-Weisbachove formule izrauna koeficijentlinijskog gubitka:

gdje se brzinav i promjer D odnose na cijev manjeg ili veeg promjera.

Nadalje, odredi se za dani cjevovod i danu dionicu Reynoldsov broj:

Iz Moodyjevog dijagrama se za dane vrijednosti i Re, oita relativna hrapavost /D tese konano odredi i apsolutna hrapavost predmetne dionice cjevovoda.

Konane vrijednosti relativne i apsolutne hrapavosti svake cijevi treba izraunati kaoprosjenu vrijednost (aritmetika sredina) hrapavosti dobivenih za pojedine mjerne dionice.

Ad b) Iz pada energetske linijeh, ostvarenog na mjestu lokalnog gubitka, a preuzetogiz mjerenih piezometarskih visina, odrediti koeficijent lokalnog gubitka:

te ga usporediti s odgovarajuom vrijednou iz literature (prema izrazima u prilogu).

Ad c) Na priloenoj skici modela, ucrtati piezometarsku i energetsku liniju, objerekonstruirane iz mjerenih piezometarskih kota i izraunatih brzina.

Zadano: Pregledao:

Rok predaje:

22

v L

hg D

ji

ij=

/sm1014,1, 26

== x Dv

Re

22 vhglok

=


9/9


linijski i lokalni gubici

Documents