2.3. Лабораторная установка

Л

Рис. 2.6. Схема лабораторной установки: 1 – цилиндрический сосуд; 2 – электродвигатель; 3 – частотомер; 4 – каретка; 5 – вертикальный шток; 6 – мерная игла; 7 – направляющая

абораторная установка (рис. 2.6) состоит из цилиндрического сосуда 1 диаметром 16 см, высотой 16 см, заполненного на объема трансформаторным маслом. Сосуд приводится во вращение электродвигателем 2 с изменяемой частотой вращения. Для измерения частоты вращения используется частотомер 3. Мерная игла 6 прикреплена к вертикальному штоку 5, перемещающемуся в каретке 4. По шкале, закрепленной на штоке, определяются вертикальные отметки свободной поверхности. Каретка в горизонтальной плоскости перемещается по направляющей 7. Шкала, закрепленная на направляющей, позволяет устанавливать мерную иглу на различных радиусах вращения.

2.4. Порядок выполнения работы

1. До включения установки в работу при помощи мерной иглы измерить отметки свободной поверхности жидкости в абсолютном покое _Н на оси цилиндра и отметку дна цилиндра _Д.

2. Включить установку. Задать частоту вращения n.

3. После стабилизации поверхности жидкости в относительном покое измерить отметку свободной поверхности ₀ по оси цилиндра.

4. Устанавливая мерную иглу на расстояниях r_i от оси цилиндра, задаваемых преподавателем, измерить отметки свободной поверхности _i.

2.5. Обработка результатов

1. Определить угловую скорость вращения

(2.21)

2. Определить расстояние от дна до статического уровня

. (2.22)

3. Определить экспериментальное понижение уровня свободной поверхности по оси вращения

. (2.23)

4. Определить теоретическое понижение уровня свободной поверхности по оси вращения

(2.24)

где R – радиус цилиндра, равный 8 см; g – ускорение свободного падения, g = 980 см/с².

5. Определить экспериментальные ординаты z_i^Э для каждой отметки _i:

. (2.25)

6. Определить теоретические ординаты z_i^T для каждой отметки _i:

(2.26)

7. Определить относительную погрешность экспериментального определения ординат

(2.27)

8. Определить манометрическое давление на дно цилиндра для заданных значений r_i:

(2.28)

где  – плотность жидкости,  = 920 кг/м³ (техническое масло).

9. Построить эпюры давлений на дно и стенку цилиндра (см. рис. 2.5). Рекомендуемый масштаб 5 мм – 0,10,2 кПа.

Экспериментальные данные и результаты обработки заносятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Экспериментальные данные и результаты обработки

№ п/п

Отметка дна

Отметка статического уровня

Отметка начала коор­динат при вращении

Частота вращения

Угловая скорость

Расстояние от дна до статического уровня

Понижение уровня свободной поверхности

Абсцисса точек (отсчет по гори­зонтальной шкале)

Вертикальная отметка свободной поверхности

Ордината zi

Относительная погрешность

Манометрическое давление на дно

Д, см

Н, см

0, см

n, об/мин

, об–1

H, см

Э, см

Т, см

ri, см

i, см

ziЭ, см

ziТ, см

z, %

pД, Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

:

9