6 Описание лабораторного испытательного стенда

Установка состоит из напорного бака 1, к которому присоединена стеклянная труба 6 с вентилем В₂ для регулирования скорости и расхода жидкости (рисунок 3.1). Жидкость из бака 1 перетекает в бак 2, в котором поддерживается определенный уровень. Жидкость к баку 1 подводится через вентиль В₁ и трубу 8. Для поддержания постоянного уровня в баке имеется поплавок 7. Величина расхода Q измеряется объемным способом.

Над баком 1 располагается бачок 3, наполненный краской с объемным весом, близким к весу исследуемой жидкости. От него отходит труба 5, конец которой входит в начальный участок стеклянной трубы. Поступление краски из бачка регулируется вентилем В₄. Для слива жидкости из мерного бачка 4 служит вентиль В₃.

7. Порядок проведения опытов и обработки данных

После ознакомления с испытательным стендом опыты проводят в следующем порядке:

1. Перед началом работы вентили В1, В2, В4, В5, В6 должны быть закрыты;

2. Открыть вентиль В2 и выпустить жидкость из мерного бачка 4.

3. Установить наличие жидкости в баках 1 и 2, при ее отсутствии или же уровне ниже допустимого с помощью вентилей В6, В1_, В5 довести уровень жидкости до требуемой отметки «с» (рисунок 3.1).

4. Плавно открыть вентиль В3 и подать подкрашенную жидкость в стеклянную трубу 6.

5. Плавно открывая вентиль В1, установить ламинарный режим движения жидкости, т.е. такое движение, когда подкрашенная жидкость будет двигаться слоями, параллельными оси стеклянного трубопровода 6.

6. Закрыть вентиль В2 и одновременно засечь время наполнения мерного бачка 4. Время заполнения брать 120 с или 180 с.

7. После истечения указанного отрезка времени закрыть вентили В1 и В3. С помощью измерительной линейки определить уровень жидкости в мерном бачке. Результат измерения жидкости записать. Стороны мерного бачка 0,2 * 0.2 м.

8. Открыть вентиль В2 и выпустить жидкость из мерного бачка.

Указанная последовательность проведения опыта сохраняется для получения переходного и турбулентного режимов движения жидкости.

ПЕРЕХОДНЫЙ РЕЖИМ – волнообразное движение подкрашенной жидкости вдоль стеклянной трубы.

ТУРБУЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ – подкрашенная жидкость полностью смешивается с массой исследуемой жидкости.

По термометру определяют температуру жидкости и по таблице определяют коэффициент кинематической вязкости.

Кинематический коэффициент вязкости

воды в зависимости от температуры tС.

t, ^оС ∙10^-4, м²/с t, ^оС ∙10^-4, м²/с

+1 0.0178 +11 0,0127

+2 0,0173 +12 0,0124

+3 0,0162 +13 0,0121

+4 0,0157 +14 0,0117

+5 0,0152 +15 0,0114

+6 0,0147 +16 0,0111

+7 0,0143 +17 0,0108

+8 0,0139 +18 0,0106

+9 0,0131 +19 0,0103

+10 0,0131 +20 0,0101

Имея данные наблюдения, вычисляются:

а) расход жидкости в стеклянной трубе по формуле

, м³/с

где W- объем мерного бачка;

t – время заполнения мерного бачка (120 с или 180с);

б) средняя скорость движения жидкости:

, м/с

где S - площадь сечения трубы;

в) Число Рейнольдса

,

где  - кинематический коэффициент вязкости, который берется по таблице или вычисляется по формуле в зависимости от температуры жидкости.

9. Полученная величина Re сравнивается с критическим числом Рейнольдса и тем самым устанавливается режим движения.

10. Опыты для каждого режима повторяются 2-3 раза.

Результаты наблюдений и вычислений заносятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Данные измерений и вычислений

№	Наименование	Обозн.	Разм.	опыты
				лам.	пер.	турб.
1	Диаметр трубы	d	м
2	Площадь сечения	S	м2
3	Объем мерного бачка	W	м3
4	Время наполнения мерного бачка	t	с
5	Расход	Q	м3/с
6	Средняя скорость движения жидкости в трубе		м/с
7	Температура жидкости	T	оС
8	Кинематический коэф-т вязкости	n	м2/с
9	Число Рейнольдса	Re