Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОММУНАЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для проведения лабораторных и практических занятий

по учебной дисциплине

«Гидравлика и гидрометрия»

для специальности

130303 «Гидрология и инженерная геология» среднего профессионального образования

Тула 2007

Введение

Методические указания для проведения лабораторных и практических занятий по учебной дисциплине «Гидравлика и гидрометрия» предназначены для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 130303 «Гидрогеология и инженерная геология» и является единой для всех форм обучения.

Методические указания предназначены для студентов и преподавателей.

Учебная дисциплина «Гидравлика и гидрометрия» является основой для специальных дисциплин в структуре профессиональной образовательной программы по специальности.

Лабораторные и практические занятия предназначены для более углубленного изучения основных теоретических положений курса, получения навыков использования их в практике.

В результате выполнения лабораторного или практического задания студент должен научиться применять основные законы гидравлики для решения практических задач, самостоятельно находить решения, создавать идеи, учиться их анализировать, пытаться применять на практике исследовательские методы.

При проведении лабораторного или практического занятия необходимо прослеживать взаимосвязь с другими дисциплинами и будущей профессиональной деятельностью.

В процессе выполнения задания у студентов формируется интерес к профессии, совершен­ствуются навыки самостоятельной работы, работы с литературой, развиваются творческие способности.

При проведении лабораторного или практического занятия необходимо соблюдать единство терминологии и международной системы единиц СИ.

Методические указания содержат подробные рекомендации и пояснения для выполнения задания, перечень отчетных работ и форму отчетности, структуру отчетной работы и рекомендуе­мые критерии оценки.

В методических указаниях приведен перечень вопросов необходимых для проведения кон­троля и самоконтроля, для подготовки к защите выполненного задания.

Практическое занятие № 1

Измерение гидростатического давления

Цель работы:

• усвоить понятия абсолютное, атмосферное, избыточное (манометрическое), гидростатическое и гидродинамическое давление;

• изучить устройство и принцип действия приборов для измерения давления.

1 Основные теоретические положения

Давление – это единичная поверхностная сила, т.е. сила, приходящаяся на единицу площади и определяется из следующего соотношения:

, (1)

где: Р – давление, н/м² (Па);

Р – сила, действующая на свободную поверхность жидкости, Н;

S – площадь свободной поверхности.

В международной системе единиц СИ основной единицей измерения давления является н/м , называемая Па. Вместе с тем в практике ещё широко используются другие единицы давления: кгс/см², мм.вод.ст., мм.рт.ст.

Между единицами давления существуют следующие соотношения:

1 техн.атм.= 1 кгс/см² = 735,6 мм.рт.ст=98700Па=0,1 МПа; I мм.рт.ст.= 133 Па; 1 мм.вод.ст.= 1 кгс/см =10Па

Если при определении гидростатического давления принимаются во внимание и атмосферное давление, действующее на свободную поверхность жидкости, оно называется полном или абсолютным.

Часто при учёте давления внутри жидкости атмосферное давление, действующее на свободную поверхность, не учитывают. Такое давление называемся избыточным или манометрическим (давление сверх атмосферного). Соотношение между ними:

Р_вак = Р_атм – Р_абс (2)

где: Р_вак – манометрическое давление, н/м²;

Р_атм – атмосферное давление, н/м²;

Р_абс – абсолютное давление н/м²;

, (3)

, кВт

где: U – напряжение, В;

I -сила тока, А.

cos ср , rj_M - коэффициент мощности и к.п.д. электродвигателя могут быть взять по характеристике электродвигателя.

При механическом методе (он более точный) мощность определяется при помощи мотор - весов, путём измерения момента на валу насоса:

, (4)

где: l – плечо рычага мотор-весов, м;

G – показание весов, кг;

п – частота вращения вала электровигателя, об/мин.

В данной работе N₃ определяется по электрическим замерам по формуле (8). Коэффициент полезного действия насоса г\ определяется как отношение полезной мощности насоса N к мощности на валу электродвигателя AV.

, (5)

, (6)

где: = 1000 кг/м³ – объемный вес воды. Полезная мощность наноса.

Методика выполнения виртуальной работы

• выбрать режим «Практическая работа» (см.рисунок 4);

• в появившемся одноименном окне нажать кнопку «Снять показания» в строках «Показания манометра» и «Показания вакуумметра»;

• перенести появившиеся в окне расчётов в соответствующие поля окна «Исходящие данные»;

• нажать кнопку «Закрыть»;

На практике встречаются случаи, когда гидростатическое давление в жидкости меньше атмосферного. В таких случаях говорят, что в жидкости имеет место вакуум (разрежение). Величина вакуума определяется разностью между атмосферным и абсолютным давлениям в жидкости:

Р_вак = Р_атм – Р_абс, (7)