Министерство аграрной политики Украины

Керченский государственный морской технологический университет

Кафедра «Судовые энергетические установки»

Гидромеханика Методические указания по выполнению лабораторных работ

для студентов 2-го курса дневной формы обучения и 3-го курса заочной формы обучения направления 6.070104 «Морской и речной транспорт» специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок»

Керчь, 2010

Автор: Осовский Д.И., к.т.н., доцент кафедры СЭУ КГМТУ.

Рецензент: Крестлинг Н.А., к.т.н., доцент кафедры СЭУ КГМТУ.

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры СЭУ КГМТУ,

протокол № 4 от 24.11.2010г.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к утверждению на заседании методической комиссии МФ КГМТУ,

протокол № 3 от 16.02.2011г.

Методические указания утверждены на заседании Методического совета КГМТУ,

протокол № 2 от 10.03.2011г.

© Керченский государственный морской технологический университет

Содержание

Введение______________________________________________________		4
Лабораторная работа № 1	Измерение гидростатического давления пьезометрами__________________________	5
Лабораторная работа № 2	Исследование истечения жидкости через насадки_______________________________	14
Лабораторная работа № 3	Определение коэффициентов местных гидравлических сопротивлений___________	20
Лабораторная работа № 4	Определение режима движения потока жидкости______________________________	27
Лабораторная работа № 5	Относительный покой жидкости во вращающемся сосуде____________________	35
Лабораторная работа № 6	Построение диаграмм по уравнению Бернулли______________________________	43
Лабораторная работа № 7	Проверка основного закона гидростатики___	50
Литература_____________________________________________________		59

Введение

Дисциплина «Гидромеханика» является базовой дисциплиной и предназначена для получения знаний в области анализа и прогнозирования условий течения реальных жидких и газообразных сред в элементах судовых энергетических установок (СЭУ), теплообменных аппаратах, вентиляторах, насосах и гидравлических системах судовой автоматики. Дисциплина должна дать будущим специалистам знания в областях движения жидкостей и газов, определения сил гидростатического давления на плоские и криволинейные поверхности, остойчивости и условий плавания тел, определение параметров истечения жидкостей через отверстия и насадки, методы теории подобия и моделирования явлений гидромеханики, характеристики трубопроводов и гидромашин.

Для качественного практического усвоения указанного материала студентам программой предусмотрено выполнение следующих лабораторных работ с последующей их защитой:

проверка основного закона гидростатики;

измерение гидростатического давления пьезометрами;

относительное равновесие жидкости во вращающемся сосуде;

построение диаграмм по уравнению Бернулли;

определение режима движения потока жидкости;

определение коэффициента гидравлического сопротивления по длине труб круглого сечения;

истечение жидкости через насадки.

Для качественного проведения и усвоения материала, правильного составления отчетов по проведенным лабораторным работам и их защите создано данное методическое пособие.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

ПЬЕЗОМЕТРАМИ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Давление как параметр, характеризующий состояние различных веществ, определяется силой, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности.

Существуют следующие понятия давлений: атмосферное, избыточное, вакуум и абсолютное.

Атмосферное давление (р_атм.) - это гидростатическое давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы. За нормальное атмосферное давление принимают давление, равное 105 кПа (760 мм рт.ст.), такая величина называется физической атмосферой.

Если давление отсчитывается от нуля, то оно называется абсолютным (p_абc) или манометрическим. Если измеряемое давление меньше атмосферного, то имеет место вакуум (р_вак) или разряжение. Связь между ними такова:

(1.1)

(1.2)

В

Рис. 1.1. Графическая иллюстрация давлений

Международной системе единиц (СИ) давление выражается в паскалях (Па). 1 Па = 1 Н/м², в системе СГС - в дин/см². Внесистемные единицы давления, которые используются для технических измерений: кгс/см² , мм вод.ст., мм рт.ст.,

,

;

П

Рис 1.1. U-образный ртутный манометр

риборы для измерения избыточного давления называются манометрами, для измерения вакуума - вакуумметрами. Комбинированные приборы для измерения избыточных давлений и вакуума носят название мановакуумметры.

П о принципу действия приборы для измерения давления и разрежения подразделяются на следующие типы:

-жидкостные, в которых давление или разрежение уравновешивается высотой столба жидкости;

-

Рис 1.1.1. U-образный ртутный манометр

пружинные, в которых давление уравновешивается силой упругой деформации чувствительного элемента;

- поршневые, в которых давление уравновешивается силой, действующей на поршень определённого сечения;

- комбинированные, принцип действия, которых имеет смешанный характер;

-электрические, в которых используется э.д.с. термопары, явление электрического разряда и изменение ионизации газа.

Н

Рис 1.1.2. Мембранный манометр

аиболее распространённым видом жидкостных приборов является U-образный манометр, получивший название пьезометр. Он представляет собой U-образную трубку 1 и шкалу с равномерными делениями 2 (рис. 1.1.1).

Принцип действия таких приборов основан на законе сообщающихся сосудов. Под действием измеряемого давления, подключенного к одному из концов прибора, образуется разность уровней столбов жидкости, по которой и определяют искомое давление.

Рис 1.1.3. Пружинный манометр

Мембранный манометр (рис 1.1.2) состоит из волнообразной мембраны, что увеличивает площадь соприкосновения. Жидкость поступает под мембрану и деформирует ее, в результате чего стрелка фиксирует давление.

Пружинный манометр (рис 1.1.3) состоит из согнутой по кругу латунной трубки, стрелки и измерительной шкалы. Один конец трубки запаян, другой присоединен к емкости, где измеряется давление. Запаянный конец соединен со стрелкой. Под действием давления начинает распрямляться трубка, а ее конец со стрелкой перемещается (стрелка идет по шкале). Когда наступает равновесие, стрелка останавливается.