КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ
АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА ГИДРАВЛИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО КУРСУ
МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА
(СПЕЦИАЛЬНОСТИ 290300, 291000)
Казань
1999
Составитель: А.П. Давыдов
УДК 697.922
Методические указания к лабораторным работам по курсу “МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА”, для студентов специальности 290300, 291000 Каз .арх.-строит. академия; Сост.: А.П. Давыдов. Казань, 1999. — 24 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанской государственной архитектурно-строительной академии.
В методических указаниях приводится описание лабораторных работ по курсу “МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА”
Табл.8, илл.13.
Рецензент: канд. техн. наук доцент КГТУ Мингалеев Н.З.
ã Казанская государственная архитектурно строительная академия, 1999.
Общие положения
Лабораторные работы выполняются группой студентов из 2-3 человек под руководством преподавателя после ознакомления с теоретическим курсом по теме лабораторной работы. Выполнение работы оформляется на бланках каждым студентом в отдельности. Выполненную работу студент обязан защитить .Студенты , не защитившие лабораторную работу, не допускаются к выполнению следующей лабораторной работы.
Приступая к работе , студент проходит инструктаж по технике безопасности и мерах предосторожности. Выполнение лабораторной работы следует начинать с зарисовки схемы установки со всеми основными данными, c подготовки таблиц и координатной сетки для графиков.
Сделав необходимые замеры, обработав данные наблюдений и проделав требуемые вычисления, студент составляет отчет по выполненной работе. В отчет включаются описание проведенного опыта, основные формулы, схема установки, таблицы наблюдений, пояснения и выводы по полученным материалам.
ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРИЧИНЫ ИХ ПОЯВЛЕНИЯ
Под погрешностью измерения Е понимают разность показываемого значения Xа и истинного или действительного X:
%
Истинные значения - это значения, полученные на идеальном измерительном приборе, свободном от погрешности. Такие приборы называют образцовыми. Погрешности, связанные с процессом измерения, включают погрешности, вызванные аддитивными и мультипликативными внешними помехами. При мультипликативных внешних помехах результирующая погрешность определяется не только такими влияющими величинами как температура, давление, влажность и т. д., но и самой измеряемой величиной.
Аддитивные (налагающиеся) внешние помехи характеризируются тем, что их действия накладываются на измерительный сигнал и соответственно на показания. Примером аддитивных помех могут быть наложения на измерительный сигнал напряжения, наведенные переменным магнитным полем.
Погрешности измерений могут быть систематическими и случайными. Случайные ошибки, как правило, исключаются большим числом измерений. Погрешность, которую нельзя исключить повторением измерения, называют систематической. Систематические ошибки могут быть определены в результате обработки опытных данных.
Если погрешность зависит только от размера измеряемого значения и не является функцией времени, то это статистическая погрешность. При зависимости погрешности от времени их называют динамическими
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ПРИБОРЫ, ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГИДРАВЛИКЕ И АЭРОДИНАМИКЕ
Цель работы - ознакомление с измерительными приборами, применяемыми в гидравлике и аэродинамике, приобретение навыков пользования ими для производства измерений.
1.Измерение давления и вакуума
Международным комитетом по метрологии в качестве единицы давления принят “Ньютон, отнесенный к квадратному метру”, Н/м . На шкалы измерителей давления могут наносить кратные значения названной единицы, например, меганьютон на метр квадратный ( мн/м2).
Наибольшее распространение для измерения давлений в технике нашли пружинные манометры. Эти приборы просты в эксплуатации. Недостатком пружинных манометров является необходимость индивидуальной тарировки каждого прибора по образцовым приборам. В пружинных манометрах мерой измеряемого давления служит упругое перемещение манометрической пружины, передаваемое на стрелочный механизм. В некоторых манометрах в качестве упругого элемента применяют мембраны.
На рис.1 приведена конструкция пружинного манометра. В гидравлике и аэродинамике для измерения низких давлений используются различные модели простых одно- и двухтрубных U- образных жидкостных манометров, а также манометров с наклонной трубкой (микроманометры), рис.2.
Жидкостные приборы, основанные на гидростатическом принципе действия, широко применяются для измерений благодаря их исключительной простоте и относительно высокой точности. К U- образным манометрам относятся дифференциальные манометры, дающие показания разности двух давлений.
Наполнителями жидкостных манометров являются вода, спирт, ртуть.
При движении жидкости по трубопроводам рассматривают следующие давления: статическое давление Pс , динамическое давление Pд и полное давление Pп .
Для измерения полного давления используется трубка Пито, рис. 3а. Для измерения полного и статического давлений используется трубка Прандтля, рис.3б. Для измерения направлений движения потока используются цилиндрические и сферические зонды, рис.4.
Рис.1.Пружинный манометр: 1-трубчатая пружина; 2-держатель пружины; 3-тяги; 4-исполнительный механизм; 5-стрелка; 6-циферблат со шкалой
а б
Рис.2. U- образный манометр (а). Манометр с наклонной трубкой ( б)
а б
Рис.3.Пневмометрические трубки : а- Пито; б- Прандтля
а б
Рис.4.Пневмометрические зонты: а- сферический; б- цилиндрический.
Р
ис.5
Схема работы диафрагмы