50

Федеральное агентство по образованию

Вологодский государственный технический университет

Кафедра водоснабжения и водоотведения

Гидравлика

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Часть I

Факультеты: экологии;

инженерно – строительный;

промышленного менеджмента

Специальности: 270112, 270205, 270102, 270105, 280402, 280302, 190601

Вологда

2009

УДК 378.147:532

Гидравлика. Методические указания к выполнению лабораторных работ. Часть I. - Вологда: ВоГТУ, 2009. – 50 с.

Методические указания предназначены для студентов очной и заочной форм обучения специальностей 270112, 270205, 270102, 270105, 280402, 280302, 190601, изучающих курс гидравлики.

В методических указаниях сформулирована цель лабораторных работ, представлены общие положения, раскрывающие физическую сущность гидравлических явлений и процессов, показан порядок выполнения работ и обработки опытных данных

Утверждено редакционно-издательским советом ВоГТУ

Составители: Тянин А.Н., канд. техн. наук, доцент

Нешатаева А.В., канд. техн. наук, доцент

Лукьянов В.И., канд. техн. наук, доцент

Рецензент: Лебедева Е.А., канд. техн. наук, доцент

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемые методические указания включают описание лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика», выполняемых студентами на установках лаборатории «Гидравлики и гидравлических машин» кафедры «Водоснабжения и водоотведения» ВоГТУ. Кратко излагаются теоретические основы и методики выполнения лабораторных работ. При обработке результатов экспериментов в качестве основной используется система единиц измерения СИ [1].

Студентам предстоит:

- познакомиться с измерительной аппаратурой и правилами ее применения [2];

- приобрести навыки проведения эксперимента на основе теоретических знаний о гидравлических явлениях и процессах;

- научиться правильно обрабатывать полученные в опытах данные измерений [2].

Правила выполнения лабораторных работ:

1. К выполнению лабораторных работ студенты допускаются только после прохождения инструктажа по технике безопасности.

2. Каждая лабораторная работа выполняется бригадой в составе 5 – 7 человек под руководством преподавателя или старшего лаборанта.

3. Каждый студент заносит результаты проведения измерений в индивидуальную тетрадь для лабораторных работ.

4. По окончании занятия студент предъявляет свои данные преподавателю для проверки и визирования.

5. По всем выполненным лабораторным работам каждый студент должен подготовить правильно оформленный отчет (в соответствии с требованиями СТО ВоГТУ 2.12 - 2007) и защитить его.

Отчет должен состоять из следующих разделов:

- цель лабораторной работы;

- общие положения;

- порядок выполнения работы (схема установки);

- обработка опытных данных (протокол с результатами измерений, графики, диаграммы и т. п.);

- заключение по работе.

При защите отчетов проверяется знание студентами соответствующих теоретических основ [3], понимание физической сущности явлений.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ

Цель работы:

1. Определить экспериментальным путем коэффициент кинематической вязкости жидкости (воды, глицерина) с помощью капиллярного вискозиметра типа ВПЖ – 2.

2. Сравнить опытные значения коэффициента кинематической вязкости с представленными в табл. 3.0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

Общие положения

Свойство жидкости, обуславливающее возникновение в ней при ее движении касательных напряжений, называется вязкостью. Это свойство проявляется в том, что при относительном перемещении одних слоев жидкости по отношению к другим, вызывающим деформацию объема, в ней возникает трение.

Вязкость жидкости характеризуется динамическим и кинематическим коэффициентом вязкости.

Динамический коэффициент вязкости – сила трения, приходящаяся на единицу площади соприкасающихся слоев жидкости при градиенте скорости равной единице. Она зависит от рода жидкости, а также от ее температуры.

Касательные напряжения продольного внутреннего трения для ламинарного режима при прямолинейном движении определяются зависимостью

, Па , (1)

где - сила трения между отдельными слоями жидкости, Н;

- площадь поверхности соприкосновения слоев жидкости, м²;

- градиент скорости, 1/с;

- динамический коэффициент вязкости, Па · с.

Величины, входящие в зависимость (1), имеют следующую размерность

,

,

где M, L, t - символы массы, длины, времени.

В качестве единицы измерения динамического коэффициента вязкости в системе СИ применяется паскаль – секунда (Па · с). Используется также единица пуаз (1 П = 0,1 Па · с).

Отношение коэффициента вязкости к плотности жидкости называется кинематическим коэффициентом вязкости

, м²/с (2)

Этот коэффициент получил данное название благодаря своей размерности, в которую не входит масса

Единицей измерения кинематического коэффициента вязкости в системе СИ является 1 м²/с. Используется также внесистемная единица стокс (1 Ст = 1 м²/с). Величины, входящие в зависимость (2) носят кинематический характер, а в зависимость (1) – динамический характер.