- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Основы гидравлики
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Общие представления о гидравлике
- •1.1 Жидкость и ее свойства
- •1.2 Основные законы гидравлики
- •1.2.1 Гидростатика
- •1.2.2 Гидродинамика
- •1.2.3 Структура потоков в аппаратах
- •2 Лабораторная работа №1 «определение силы гидростатического давления» (4 часа)
- •2.1 Цель работы
- •2.2 Подготовка к лабораторной работе
- •2.3 Теоретические сведения
- •2.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •2.5 Описание установки
- •2.6 Методика проведения работы
- •2.7 Обработка опытных данных
- •2.8 Контрольные вопросы
- •2.9 Тестовые задания
- •3 Лабораторная работа №2 «изучение режимов движения жидкости» (4 часа)
- •3.1 Цель работы
- •3.2 Подготовка к лабораторной работе
- •3.3.1 Режимы движения реальной жидкости
- •3.3.2 Основные характеристики турбулентного потока
- •3.3.3 Распределение скоростей по сечению потока
- •3.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •3.5 Описание установки
- •3.6 Методика проведения опытов
- •3.7 Обработка опытных данных
- •3.8 Контрольные вопросы
- •3.9 Тестовые задания
- •4 Лабораторная работа №3 «определение коэффициентов местных гидравлических сопротивлений» (4 часа)
- •4.1 Цель работы
- •4.2 Подготовка к лабораторной работе
- •4.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •4.5 Описание установки
- •4.6 Методика проведения опытов
- •4.7 Обработка опытных данных
- •4.8 Контрольные вопросы
- •4.9 Тестовые задания
- •5 Лабораторная работа №4 «определение коэффициента гидравлических потерь на трение» (4 часа)
- •5.1 Цель работы
- •5.2 Подготовка к лабораторной работе
- •5.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •5.5 Описание установки
- •5.6 Методика проведения опытов
- •5.7 Обработка опытных данных
- •5.8 Контрольные вопросы
- •5.9 Тестовые задания
- •6 Лабораторная работа №5
- •6.1 Цель работы
- •6.2 Подготовка к лабораторной работе
- •6.3 Теоретические сведения
- •6.3.1 Модели идеальных потоков
- •6.3.2 Модели неидеальных потоков
- •6.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •6.5 Описание установки
- •6.6 Методика проведения работы
- •6.7 Обработка опытных данных
- •6.8 Контрольные вопросы
- •6.9 Тестовые задания
- •Приложение а порядок оформления отчета по лабораторной работе
- •Приложение б основные термины и определения
- •Приложение в инструкция по техникЕ безопасности при работе в лаборатории
- •Приложение г значения коэффициентов местных сопротивлений
- •Литература
- •Содержание
4.4 Оборудование, технические средства и инструменты
Для проведения лабораторной работы необходимы:
– установка для проведения опыта;
– линейка.
4.5 Описание установки
Экспериментальная установка (рисунок 4.4) составляет часть лабораторного стенда и представляет собой замкнутый контур, включающий в себя ряд последовательно соединенных элементов: насос 1, ротаметр 2, напорный трубопровод 3, трубопроводы А и В, включенные параллельно, и резервуар 4. Расход жидкости в контуре устанавливается с помощью вентиля 11 и фиксируется с помощью ротаметра 2. Для этого на ротаметре имеется шкала. Число делений по шкале ротаметра определяется по верхнему пояску поплавка.
Для определения потерь пьезометрического напора в местных сопротивлениях установка снабжена измерительным стендом 12, на котором установлены U-образные дифференциальные манометры. При этом каждое местное сопротивление и соответствующий дифманометр имеют одинаковое цифровое обозначение.
1 – насос; 2 – ротаметр; 3 – трубопровод напорный; 4 – резервуар;
5-11 – вентили; 12 – измерительный стенд
Рисунок 4.4 – Схема установки
4.6 Методика проведения опытов
Перед проведением работы студенты должны изучить технику безопасности (Приложение В).
Чтобы жидкость циркулировала только в трубопроводе А, необходимо закрыть вентили 8,9 и открыть вентиль 7.
Визуально осмотрев установку и найдя в исправном состоянии все её элементы, запускают электродвигатель насоса 1. Затем, постепенно открывая вентиль 5, обеспечивают циркуляцию воды в контуре с заданными местными сопротивлениями. Плавно изменяя положение маховичка вентиля 6, устанавливают необходимое число делений по шкале ротаметра 2 (число делений задается преподавателем) и затем измеряют разность уровней жидкости в коленах дифманометров 10, соответствующих заданным местным сопротивлениям.
Опыты проводят при пяти значениях расхода воды. Результаты всех измерений и наблюдений сводят в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Определение коэффициентов местных сопротивлений
Наименование, обозначение и размерность величины |
Номер опыта |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр трубы: до местного сопротивления d1, м после местного сопротивления d2, м |
|
||||
Площадь живого сечения потока: до местного сопротивления S1, м² после местного сопротивления S2, м² |
|
||||
Объемный расход: m, делений шкалы ротаметра V, м3/с |
|
|
|
|
|
Средняя скорость: до местного сопротивления wср1, м/с после местного сопротивления wср2, м/с |
|
|
|
|
|
Число Рейнольдса: до местного сопротивления Re1 после местного сопротивления Re2 |
|
|
|
|
|
Коэффициент Кориолиса: до местного сопротивления α1 после местного сопротивления α2 |
|
|
|
|
|
Разность уровней жидкости в дифманометре ∆h,м |
|
|
|
|
|
Потери напора в местном сопротивлении (опытные) hм,м |
|
|
|
|
|
Потери напора в местном сопротивлении (расчетные) h´м,м |
|
|
|
|
|
Коэффициент местного сопротивления опытный ξм |
|
|
|
|
|
Коэффициент местного сопротивления расчетный (по справочнику) ξм' |
|
|
|
|
|
