Федеральное агентство по образованию

Уральский государственный технический университет – УПИ

имени Первого президента Российской Федерации Б.Н. Ельцина

Механика жидкостей и газов

Лабораторный практикум по дисциплинам «Теплофизика»

и «Теплотехника» для студентов вузов, обучающихся по

специальности 150103 – «Теплофизика, автоматизация и экология

промышленных печей»

УГТУ-УПИ

Екатеринбург

2010

УДК 669.041:532 (075.8)

Составитель: Н.Б. Лошкарев, А.Н. Лошкарев, С.Н. Гущин, Г.М.Дружинин, Л.А. Зайнуллин.

Научный редактор проф. канд. техн. наук С.Н. Гущин

Механика жидкостей и газов: лабораторный практикум /сост.

Н.Б. Лошкарев. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2010. 39 с.

Дано описание лабораторных работ по разделу «Механика жидкостей и газов» курса «Теплофизика» или одноименному разделу курса «Теплотехника», изучаемых студентами всех металлургических специальностей очного и заочного обучения. Настоящий лабораторный практикум позволяет студентам самостоятельно провести эксперимент на лабораторной установке, получить конкретные результаты, выполнить их анализ и закрепить полученные в теоретическом курсе знания.

Библиогр.: 5 назв. Рис. 13.

Подготовлено кафедрой «Теплофизики и информатики в мераллургии»

© УГТУ-УПИ, 2010

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА……………………………………………4

Описание лабораторной установки и принцип

ее работы…………………………………………………………………6

Лабораторная работа № 1-М.

Исследование движения газовой среды в трубах переменного сечения…9

Лабораторная работа № 2-М.

Исследования закономерностей распространения свободной, затопленной струи ………………………………………………………………………....13

Лабораторная работа № 3-М.

Определение коэффициентов потерь напора на трение в трубах, имеющих различную шероховатость ……………………………………………....….19

Лабораторная работа № 4-М.

Определение коэффициентов местных сопротивлений ..……………….25

Лабораторная работа № 5-М.

Построение полной характеристики центробежного вентилятора….......30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………..……..38

Предисловие редактора

Изучение раздела «Механика жидкостей и газов» дисциплин «Теплофизика» студентами специальности 150103 «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей» и одноимённого раздела дисциплины «Теплотехника» студентами других металлургических специальностей предусматривает проведение определённого набора лабораторных работ, позволяющих закрепить и углубить полученные в теоретическом курсе знания. С этой целью каждый студент проводит эксперимент и, обработав полученные данные, получает конкретный результат, который подвергает соответствующему анализу. В некоторых случаях экспериментальные данные дают возможность провести дополнительное аналитическое исследование, например, по характеру изменения коэффициента потерь напора на трение, определить режим движения воздушного потока в трубе. Инженерно-техническим работникам промышленных предприятий, проектных и научно-исследовательских организаций в своей практической деятельности нередко приходиться решать задачи, связанные с расчётом, конструированием или исследованием работы топливосжигающих устройств, продувочных фурм, тягодутьевых средств, газовоздушных трасс, дымоходов и т.д. Решение этих задач немыслимо без знания теоретических основ, излагаемых в соответствующих разделах указанных выше курсов, объединенных общим понятием «Механика жидкостей и газов».

Естественно, что при подготовке к выполнению лабораторных работ студенту необходимо «освежить» в памяти те разделы лекционного курса, по которым ему предстоит провести ту или иную работу. Поэтому своеобразным «приложением» к данному практикуму является конспект лекций или учебник по «Механике жидкостей и газов» [1]. Преподаватель, ведущий лабораторные занятия, может допустить студента к работе после коллоквиума-собеседования и при наличии у него заготовки будущего отчета.

Несмотря на разнообразие задач, решаемых в данном лабораторном практикуме, при написании руководства к той или иной работе, была использована одинаковая схема построения: цель работы, общие сведения из теории, порядок проведения работы и требования к оформлению отчета. Разумеется, авторы не ограничивали задачу лабораторной работы лишь проведением эксперимента, поэтому в каждой работе дана достаточно объемная расчетная часть. Для того чтобы исключить возможность бездумного списывания полученных результатов, в практикуме по механике газов предусмотрена индивидуализация выдаваемых заданий. Каждому из студентов (а бригада, как правило, состоит из 2-4 человек) предлагается провести персональный эксперимент, а затем обработать полученные результаты для конкретных условий (чаще всего это задаваемый преподавателем расход воздуха или перепад давлений на измерительном устройстве)

В своём отчете студент приводит данные и расчёты только своего эксперимента. А вот графическую зависимость члены бригады строят по трём-четырём точкам, обмениваясь данными друг с другом. И если эскиз экспериментальной установки (по согласованию с преподавателем) может быть выполнен один на всю бригаду, то графическая обработка проведенных экспериментов должна присутствовать в отчёте каждого студента.

Что касается выводов по работе, то они, естественно, должны соответствовать той цели, которую студенты ставили в начале эксперимента.