Протокол испытаний

Общие параметры: Температура жидкости ……………… Барометрическое давление ……………….				Используемый прибор: модель ………… коэффициент тарирования ………….
№ п/п	Исследуемая жидкость	Время истечения мерного объема жидкости t, c	Кинемат. вязкость жидк. в испытании Па·с		Среднее значение кинемат. вязкости жидкости Па·с	Вязкость жидкости по справочным данным Па·с	Погрешн. определения вязкости δ%

Справочные данные

Кинематическая вязкость пресной воды при различных температурах

t, 0C	ν, Cт	t, 0C	ν, Cт	t, 0C	ν, Cт
0	0,0179	12	0,0124	30	0,008
2	0,0167	14	0,0118	35	0,0072
4	0,0157	16	0,0112	40	0,0065
6	0,0147	18	0,0106	45	0,006
8	0,0139	20	0,0101	50	0,0055
10	0,0131	25	0,009	60	0,0048

Влиянием давления на вязкость воды при незначительных изменениях атмосферного давления пренебрегают.

Можно определять кинематическую вязкость воды при изменении температуры и по следующей формуле

где t - температура жидкости по шкале Цельсия.

Значение вязкости воды при температуре 20⁰С – 0,0101 Ст = 1,01· – полезно запомнить.

Выводы

Сделать вывод о качестве выполненных исследований.

Лабораторная работа №2

Режимы течения.

Цель работы

Показать существование двух режимов течения жидкости – ламинарного и турбулентного. Проверить обоснованность критическое значение числа Рейнольдса для цилиндрической трубы.

Основные сведения

Наглядно различие режимов течения можно наблюдать на специальной опытной установке, схема которой показана на рисунке. Вода от насоса небольшой производительности подается на вход цилиндрической стеклянной трубы 1 диаметром 16 мм. В конце трубы установлен кран 2 для регулирования расхода жидкости Q, а следовательно и скорости движения потока. Расход измеряют с помощью мерного бака и секундомера.

Над расходной трубой на высоте h расположен сосуд 3, наполненный подкрашенной жидкостью, плотность которой близка к плотности воды. По трубке малого диаметра 5 подкрашенная жидкость подводится к насадку, через который и вливается в общий поток воды, движущийся в стеклянной трубе. На трубке имеется кран 4 для регулирования скорости истечения подкрашенной жидкости.

Рис.1

При малой скорости движения потока в стеклянной трубе и правильно подобранной скорости истечения подкрашенной струйки струйка 6 не разрушается и наблюдается по всей длине стеклянной трубы (рис.1). Если скорость истечения подкрашенной струйки меньше скорости потока в стеклянной трубе, то цветная струйка уносится потоком и растворяется в нем. Если скорость истечения подкрашенной струйки выше скорости потока, то она образует цветное пятно, располагающееся в зоне истечения.

При скорости движения потока, превышающем критическое значение, невозможно добиться визуализации подкрашенной струйки по всей длине трубы. Подкрашенная струйка разрывается на отдельные части, которые распределяются по всему потоку(рис.2).

Рис.2

Скорость потока, при которой меняется режим течения жидкости, называют критической. О. Рейнольдс установил существование двух критических скоростей: верхней, при переходе ламинарного режима течения в турбулентный, и нижней – при переходе турбулентного режима течения в ламинарный режим (рис.3).

Рис. 3

Опытным путем доказано, что значение верхней критической скорости зависит от внешних условий: температуры, наличия вибраций и т.д. Нижняя критическая скорость в широком диапазоне изменения внешних условий остается практически неизменной.

В опытах с круглыми цилиндрическими трубами было показано, что нижняя критическая скорость пропорциональна кинематической вязкости жидкости и обратно пропорционально диаметру трубы, в которой движется поток

Коэффициент пропорциональности в формуле (1) оказался одинаковым для различных вязкостей ν и диаметров d. В честь Рейнольдса этот коэффициент был назван критическим числом Рейнольдса и обозначен .

При движении жидкости в круглых цилиндрических трубах критическое значение числа Рейнольдса принимается равным ≈ 2300

В общем случае режим течения жидкости определяется безразмерным параметром, который также называют числом Рейнольдса. Если – режим течения ламинарный, если – режим течения турбулентный.