Описание установки
Установка для определения режима движения воды (рис.1.1.) состоит из напорного бака 1, стеклянной трубки 2 с внутренним диаметром 30 мм, кранов 3-6 для регулирования подачи и расхода воды, переливной воронки 7 для предотвращения переполнения бака водой, емкости 8 с красителем (трассером), который по капилляру 9 подается по оси стеклянной трубки. Для регулирования подачи красителя служит краник 10.
Для измерения объемного расхода воды в трубке служит расходомер 11. Температура воды измеряется термометром 12. Схема установки представлена на рис. 1.2.Лабораторная установка представлена на рис.1.1.
Рис.1.1. Установка для определения режима движения жидкости.
Порядок выполнения работы
1. Закрыть краны 3 и 5.
2. Открыть кран 4.
3. Открыв кран 6, наполнить бак водой.
4. Частично открыть кран 3 и установить минимальную скорость подачи воды по трубке 2. По секундомеру начать отсчет времени τ, за которое стрелка расходомера 11 передвинется на определенное число делений, например на 0,01 м3.
5. Не дожидаясь окончания отсчета расхода воды, осторожно открыть краник 10 и наблюдать характер движения струек чернил по стеклянной трубке. Наблюдение нужно вести в средней части трубки.
6. Записать в рабочую тетрадь показания термометра 12 для измерения температуры воды.
7. По окончании измерения объемного расхода воды при первом режиме с помощью крана 3 увеличить подачу воды и повторить эксперимент при втором режиме.
8. Вновь увеличить подачу воды и произвести третий замер объемного расхода воды и отметить характер движения струек чернил в трубке 2.
9. Полностью открыть кран 3 и произвести измерение скорости подачи воды и наблюдения режима ее движения.
10. По окончании экспериментов закрыть кран 6 для подачи воды в бак, краник 10 для подачи чернил и уменьшить подачу воды путем частичного перекрытия крана 3, в течение 1...2 мин ждать прекращения поступления чернил а поток воды.
11. Закрыть кран 3.
Обработка результатов
Значение динамического коэффициента вязкости и плотности воды определяют в зависимости от ее температуры по табл. XXXIX [2, с.537].
Скорость движения по стеклянной трубке рассчитывают по формуле
где ∆V - расход воды за промежуток времени ∆τ, м3; S - площадь сечения трубы, м2.
По полученным данным рассчитывают значение критерия Рейнольдса.
Данные заносят в табл. 1.1.
Таблица 1. 1
№ опыта |
Объем воды по пока-заниям счет-чика ∆V3, м3. |
Время, τ,с |
Расход воды
м3/с |
Тем-пера-тура t, C |
Дина-мичес-кий коэффи-циент вязкости μ, Па·с |
Ско-рость дви-жения υ, м/с |
Re |
Наб-люда-емый режим дви-жения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
