RU2660305C2 - Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows - Google Patents

Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows Download PDF

Info

Publication number
RU2660305C2
RU2660305C2 RU2016121731A RU2016121731A RU2660305C2 RU 2660305 C2 RU2660305 C2 RU 2660305C2 RU 2016121731 A RU2016121731 A RU 2016121731A RU 2016121731 A RU2016121731 A RU 2016121731A RU 2660305 C2 RU2660305 C2 RU 2660305C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
bernoulli equation
pressure
pressure tank
respect
Prior art date
Application number
RU2016121731A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016121731A (en
Inventor
Алексей Михайлович Попов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2016121731A priority Critical patent/RU2660305C2/en
Publication of RU2016121731A publication Critical patent/RU2016121731A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2660305C2 publication Critical patent/RU2660305C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/16Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for science of heat

Abstract

FIELD: hydraulic equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the devices for training on the "Hydraulics" engineering course when carrying out the laboratory works. Essence of the invention consists in that the device, which comprises the pressure tank with the water supply, inside which the drainage funnel is provided in order to maintain the water level, and the pipeline, on which the piezometers are installed in order to record the pressure along the length of the pipeline, can change the deviation angle of the pipeline. In order to change during the experiments the angle of inclination of the pipeline, it is connected via the flexible hose to the pressure tank.
EFFECT: device is proposed for demonstrating the Bernoulli equation with respect to the closed flows.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обучения по инженерному курсу «Гидравлика» при проведении лабораторных работ.The invention relates to devices for training in the engineering course "Hydraulics" during laboratory work.

Известно устройство (в гидравлической лаборатории Воронежского государственного технического университета), состоящее из напорного бака, исследуемого наклоненного под постоянным углом к горизонту участка трубы в виде расходомера Вентури с установленными в нем в соответствующих местах пьезометрами и трубками полного давления (трубками Пито), в виде сообщающихся сосудов из прозрачных трубок, с помощью которых можно определить все компоненты, составляющие уравнение Бернулли, и по ним построить пьезометрическую и напорную линии.A device is known (in the hydraulic laboratory of Voronezh State Technical University), consisting of a pressure tank, which is studied at a pipe section inclined at a constant angle to the horizon in the form of a Venturi flowmeter with piezometers and full pressure pipes (Pitot tubes) installed in them in appropriate places, in the form of communicating vessels from transparent tubes, with which you can determine all the components that make up the Bernoulli equation, and use them to build a piezometric and pressure lines.

Недостатком такого устройства является постоянный угол наклона исследуемого участка к горизонту, и, следовательно, невозможность визуального наблюдения за переходом одного вида удельной энергии в другие в ходе опытов при изменении угла наклона исследуемого участка и не прекращая подачи воды во время экспериментов.The disadvantage of this device is the constant angle of inclination of the investigated area to the horizon, and, therefore, the impossibility of visual observation of the transition of one type of specific energy to others during the experiments when the angle of the studied area changes and the water supply is not stopped during the experiments.

Изобретение предназначено для наглядного (визуального) наблюдения в ходе опытов за изменением всех компонентов, составляющих общую удельную энергию по уравнению Бернулли, при изменении, например, наклона трубы, не прекращая подачу воды на экспериментальную установку.The invention is intended for visual (visual) observation during experiments of a change in all components making up the total specific energy according to the Bernoulli equation, when, for example, the pipe slopes change, without stopping the flow of water to the experimental setup.

Технический результат заключается в обеспечении возможности визуального наблюдения за переходом одного вида удельной энергии в другие в ходе опытов при изменении угла наклона исследуемого участка, не прекращая подачи воды во время экспериментов.The technical result consists in providing the possibility of visual observation of the transition of one type of specific energy to another during the experiments when the angle of the investigated section changes, without stopping the water supply during the experiments.

Это достигается тем, что в устройство включен напорный бак с подводом воды, переливная воронка в баке для поддержания уровня воды и трубопровод, на котором установлены пьезометры для регистрации давления по длине трубопровода. Для изменения угла наклона трубопровода в ходе опытов трубопровод через гибкий шланг подключен к напорному баку.This is achieved by the fact that a pressure tank with a water supply, an overflow funnel in the tank to maintain the water level, and a pipeline on which piezometers are installed to record pressure along the length of the pipeline are included in the device. To change the angle of inclination of the pipeline during the experiments, the pipeline through a flexible hose is connected to the pressure tank.

На фиг. 1 представлен фронтальный вид предлагаемого устройства. Устройство состоит из напорного бака 2 с подводом воды 1. Внутри бака находится переливное устройство 3 в виде воронки для поддержания постоянного уровня 4.In FIG. 1 shows a front view of the proposed device. The device consists of a pressure tank 2 with a supply of water 1. Inside the tank there is an overflow device 3 in the form of a funnel to maintain a constant level of 4.

К напорному баку с помощью гибкого шланга (или специального шарнира) 5 подключен исследуемый участок трубы 6. На исследуемом участке в трех сечениях установлены трубки полного давления (трубки Пито) 7 и пьезометры 8. В конце исследуемого участка предусмотрен кран 9. Величины нужных показателей (положение уровней жидкости во всех трубках и пьезометрах) определяются с помощью координатной шкалы, нанесенной на щите 10, постоянно закрепленном относительно горизонтальной плоскости сравнения 0-0 11.Using the flexible hose (or a special hinge) 5, the test pipe section 6 is connected to the pressure tank. The full pressure tubes (Pitot tubes) 7 and piezometers 8 are installed in three sections at the test section. At the end of the test section, there is a tap 9. Values of required parameters ( the position of the liquid levels in all tubes and piezometers) are determined using the coordinate scale printed on the shield 10, constantly fixed relative to the horizontal reference plane 0-0 11.

Устройство работает следующим образом. При поднятии конца исследуемого участка трубы 7 до уровня воды в напорном баке 2, движение воды по исследуемому участку приостановится, т.е. уровень воды во всех трубах полного давления и в пьезометрах сравняется с уровнем воды в баке, как в сообщающихся сосудах.The device operates as follows. When raising the end of the investigated section of the pipe 7 to the water level in the pressure tank 2, the movement of water along the studied section will stop, i.e. the water level in all full pressure pipes and in piezometers is equal to the water level in the tank, as in communicating vessels.

Как только опустить конец исследуемой трубы 7 даже на небольшую величину (уменьшить удельную потенциальную энергию положения), появится напор, начнется движение воды с некоторой скоростью, т.е. появится кинетическая энергия, пропорциональная скорости в квадрате и потери энергии.As soon as the end of the studied tube 7 is lowered even by a small amount (to reduce the specific potential energy of the position), a pressure will appear, water will begin to move at a certain speed, i.e. kinetic energy appears proportional to the speed squared and energy loss.

По мере опускания конца трубы 6 (уменьшение удельной потенциальной энергии положения) скорости будут увеличиваться, увеличиваться будет и кинетическая энергия и потери энергии, которые практически пропорциональны скоростному напору (кинетической энергии), что подтверждается уравнением Бернулли.With the lowering of the end of the pipe 6 (decrease in the specific potential position energy), the velocities will increase, and the kinetic energy and energy losses will increase, which are almost proportional to the pressure head (kinetic energy), which is confirmed by the Bernoulli equation.

Figure 00000001
Figure 00000001

где Z1 и Z2 - удельные потенциальные энергии положения для первого и второго по течению поперечных сечений относительно плоскости сравнения 0-0 (фиг. 1.);where Z 1 and Z 2 are the specific potential energies of the position for the first and second downstream cross sections relative to the reference plane 0-0 (Fig. 1.);

Figure 00000002
и
Figure 00000003
- удельные потенциальные энергии давления в тех же сечениях;
Figure 00000002
and
Figure 00000003
- specific potential pressure energies in the same sections;

Figure 00000004
и
Figure 00000005
- кинетические энергии там же;
Figure 00000004
and
Figure 00000005
- kinetic energies in the same place;

hf - потери энергии из-за вязкости жидкости У.h f - energy loss due to the viscosity of the liquid U.

При поднятии конца трубы 6 по вертикали все повторится в обратном порядке. С увеличением потенциальной энергии положения будут уменьшаться кинетическая энергия и потери ее.When lifting the end of the pipe 6 vertically, everything will be repeated in the reverse order. With an increase in the potential energy of the position, the kinetic energy and its losses will decrease.

Таким образом, наблюдаемая визуально картина изменения видов энергии в ходе эксперимента без прекращения подачи воды на установку может свидетельствовать о том, что уравнение Бернулли не является законом сохранения энергии, а скорее законом перехода одного вида энергии в другие, в том числе и ее потери.Thus, the visually observed pattern of changes in the types of energy during the experiment without stopping the supply of water to the installation may indicate that the Bernoulli equation is not a law of conservation of energy, but rather a law of the transition of one type of energy to another, including its loss.

Claims (1)

Устройство для демонстрации уравнения Бернулли применительно к закрытым потокам, включающее напорный бак с подводом воды, переливную воронку для поддержания в баке уровня воды и трубопровод, на котором установлены пьезометры для регистрации давления по длине трубопровода, отличающееся тем, что для изменения угла трубопровода во время опытов, трубопровод через гибкий шланг подключен к напорному баку.A device for demonstrating the Bernoulli equation as applied to closed flows, including a pressure tank with a water supply, an overflow funnel to maintain a water level in the tank, and a pipe on which piezometers are installed to record pressure along the length of the pipeline, characterized in that for changing the angle of the pipeline during experiments , the pipeline through the flexible hose is connected to the pressure tank.
RU2016121731A 2016-06-01 2016-06-01 Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows RU2660305C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121731A RU2660305C2 (en) 2016-06-01 2016-06-01 Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121731A RU2660305C2 (en) 2016-06-01 2016-06-01 Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016121731A RU2016121731A (en) 2017-12-06
RU2660305C2 true RU2660305C2 (en) 2018-07-05

Family

ID=60581046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121731A RU2660305C2 (en) 2016-06-01 2016-06-01 Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660305C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108961955B (en) * 2018-07-26 2020-06-09 贵州筑信达创科技有限公司 Device for demonstrating Bernoulli principle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6796800B2 (en) * 2001-01-23 2004-09-28 Educational Testing Service Methods for automated essay analysis
RU2339084C1 (en) * 2007-06-26 2008-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view
RU2473388C1 (en) * 2011-07-25 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Lab module
RU148634U1 (en) * 2013-06-03 2014-12-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.П. Горячкина (ФГБОУ ВПО МГАУ) HYDRAULIC UNIVERSAL LABORATORY STAND

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6796800B2 (en) * 2001-01-23 2004-09-28 Educational Testing Service Methods for automated essay analysis
RU2339084C1 (en) * 2007-06-26 2008-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Device of bench automated laboratory complex for studying hydrodynamic processes witt measurements and processing of results in program medium lab view
RU2473388C1 (en) * 2011-07-25 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Lab module
RU148634U1 (en) * 2013-06-03 2014-12-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.П. Горячкина (ФГБОУ ВПО МГАУ) HYDRAULIC UNIVERSAL LABORATORY STAND

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016121731A (en) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Madadi et al. Investigation of flow characteristics above trapezoidal broad-crested weirs
Vaghefi et al. Scour formation due to laterally inclined circular pier
RU2660305C2 (en) Device for demonstration the bernoulli equation with respect to the closed flows
Zhang et al. Transverse distribution of streamwise velocity in open-channel flow with artificial emergent vegetation
CN104281165B (en) The tune stabilization device of extrusion flow model test simulation reservoir level is had for quickly adjusting
RU130734U1 (en) HYDRAULIC UNIVERSAL LABORATORY STAND
CN102829950B (en) High Speed Flow Field waterr rheostat test device
Al-Shukur et al. Experimental investigation of flow characteristics over crump weir with Different conditions
Sobeih et al. Scour depth downstream weir with openings
Goel et al. Open channel flow measurement of water by using width contraction
Wan et al. Investigation on critical equilibrium of trapped air pocket in water supply pipeline system
Mulahasan et al. Effect of blockage ratio on flow characteristics in obstructed open channels
RU195527U1 (en) STAND FOR HYDRAULIC RESEARCHES OF CORRUGATED WATER PIPES
Nohani An Experimental study on the effect of vortex breakers on discharge coefficient for the shaft spillways with sharp edge and wide edge
Ivaniv et al. Influence of jet-to-main stream turning angle in fluid flow from cylindrical nozzle of collector-pipeline on flow coefficient
Thiong'o Investigations of fluid flows in open rectangular and triangular channels
Vasconcelos et al. Kinematics of entrapped air pockets within stormwater storage tunnels
CN104215424A (en) System and method for controlling water inrush and mud gushing hydraulic boundary conditions in model tests
CN204085842U (en) Water bursting factor control system of hydraulic boundary conditions in model test
Mrowiec Head loss at two-way circular manholes in drainage systems under surcharge condtions
Rashwan et al. Evaluation efficiency for mobile as discharge measurement device for partially filled circular channel
De Cesare et al. Experimental study at prototype scale of a self-priming free-surface siphon
CN202947857U (en) Water resistance apparatus of high-speed flow filed
Li Pier streamlining as a bridge local Scour Countermeasure and The Underlying Scour Mechanism
Pakgar et al. Numerical simulation of flow on a siphon spillway and investigation of the effect of a bottom/outlet angle on hydraulic parameters

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190602