3 Экспериментальная установка

Установка состоит из напорного бака 1 (рисунок 1.2), имеющего успокоитель из 3-х сеток. Вода в напорный бак поступает из водопровода. Над напорным баком имеется бачок 2 с чернилами, которые через сопло 3 вводятся в стеклянную трубу 4. Стеклянная труба герметично соединена с баком 5, на котором установлен регулировочный кран 6. Постоянство уровня в баке 1 поддерживается сбросной трубой 8.

Расход воды измеряется объёмным способом с помощью мерного бака 7 состоящего из двух секций: одна секция служит для постоянного сброса воды (сливная секция), а вторая секция служит для замера воды в процессе опыта (рабочая секция). Продолжительность опыта задаётся с помощью реле времени.

Рисунок 1.2 Экспериментальная установка:

1. Напорный бак;

2. Бачок с чернилами;

3. Сопло;

4. Стеклянная труба;

5. Бак;

6. Регулировочный кран;

7. Мерный бак;

8. Сбросная труба.

4 Порядок выполнения работы

Заполнить водой установку, чтобы в напорном баке 1 и в баке 5 уровень воды соот ветствовал высоте сбросной трубы 8. Во время опытов уровень воды в баках должен оставаться постоянным, регулируя подачу воды краном на входном трубопроводе.

Залить бачок 2 чернилами.

Установить ламинарный режим движения воды в трубе 4. Для этого приоткрыть кран на бачке 2 и регулировочным краном 6 добиться тонкой, почти прямолинейной струйки чернил в движущемся потоке воды, т.е. наблюдать параллельно-струйное движение двух жидкостей. До начала опыта вода сливается в сливную секцию.

Установить реле времени на продолжительность опыта равное 30 с.

Закрыть сливное отверстие в рабочей секции мерного бака.

Плавным движением рукоятки, расположенной нал мерным баком, включить реле времени. При этом лоток мерного бака направляет волу в рабочую секцию, что одновременно является началом опыта.

При истечении 30с реле времени срабатывает, лоток мерного бака возвращается в исходное положение и вода снова сбрасывается в сливную секцию.

Измерить изменение уровня воды в рабочей секции мерного бака по линейке за время опыта t = 30с.

,м

где: и - уровень воды в рабочей секции мерного бака до опыта ( ,см) и после опыта ( , см), определяемый по линейке.

Повторить опыт еше два раза.

Замерить температуру воды с помощью термометра.

Увеличить скорость движения воды в трубе 4 с помощью крана 6 до момента, когда выходящие из сопла чернила примут волнообразный характер. При этом скорость движения воды достигла некоторой величины Vкр1п, при которой произошло качественное изменение режима движения жидкости, т.е. ламинарный режим движения воды перешел в зону переходного режима.

Провести 3 опыта в последовательности, приведенной выше для ламинарного режима (пункты 5-9) для переходной зоны.

В соответствии с пунктом 11 установить турбулентный режим движения жидкости, при котором чернила размываются сразу по выходу из сопла и провести следующие 3 опыта.

Описанные опыты провести в обратном направлении, т.е. постепенно уменьшая скорость. Для этого следует закрывать регулировочный кран 6. При этом можно наблюдать, что турбулентный режим движения жидкости переходит в ламинарный режим при меньших скоростях, чем ламинарный режим переходит в турбулентный режим движения жидкости.

Результаты всех замеров занести в таблицу 1.

№ п/п	Параметры опыта	Ламинарный режим			Переходная зона			Турбулентный режим
		1	2	3	1	2	3	1	2	3
1	Изменение уровня воды h, см
2	Время опыта т, с
3	Температура воды t, °С
4	Среднее Изменение уровня воды по 3-м опытам см

Обработка результатов опытов

Результаты обработки опытов занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	Определяемый параметр	Предполагаемый режим движения жидкости
		Ламинарный	Переходный	Турбулент-ный
1	Внутренний диаметр трубы d, см	3,5	3,5	3,5
2	Площадь поперечного сечения трубы ы = 0,786 d*. смг
3	Среднее изменение уровня воды по значениям опыта hc„, см
4	Объемный расход воды Q = 650*Ьср/т, см/с
5	Средняя скорость воды в трубе V = Q/и», см/с
б	Вязкость воды V, см2/с
7	Число Рейнольдса Re Vd/v

Примечание, коэффициент 650 в формуле определения объемного расхода воды Q есть площадь рабочей секции мерного бака, (Об = 650 см².

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

название лабораторной работы;

цель работы;

краткие теоретические положения;

эскиз экспериментальной установки;

таблицу 1 с результатами всех замеров;

таблицу 2 с обработанными результатами опытов.

Контрольные вопросы

Каков физический смысл числа Рейнольдса?

Какие режимы движения жидкости Вы знаете?

Справедливы ли результаты выполненных опытов для газов?

Как определяется при решении задач режим движения жидкости?

Представить графически зависимость числа Рейнольдса от температуры жидкости, вязкости жидкости и диаметра трубопровода.

Что такое напорное движение жидкости? Привести примеры.

Что такое безнапорное движение жидкости? Привести примеры.

Как вязкость, жидкости изменяется от температуры? Представить графически.

Что такое объёмный расход жидкости?

Что такое средняя скорость движения жидкости?

Что такое живое сечение потока жидкости?

Какова размерность коэффициента кинематической вязкости в различных системах?

Справочные данные

В таблице 3 приведены значения коэффициента кинематической вязкости воды при различных температурах.

ТаблицаЗ

Температура воды	Коэффициент кинематической вязкости воды
°С	Ст
16	0,011177
17	0,010888
18	0,010617
19	0,010366
20	0,010106
21	0,009998
22	0,009892

Лабораторная работа №2

«Построение пьезометрической и напорной линии для трубопровода переменного сечения»

Введение

В методических указаниях к лабораторной работе «Построение пьезометрической и напорной линий для трубопровода переменного сечения» сформулирована цель работы, изложены основные теоретические положения, описана экспериментальная установка, порядок проведения работы, обработка результатов экспериментов, методика построения графика пьезометрической и напорной линий, поставлены контрольные вопросы, приведён список литературы.