Лабораторная работа №1 «Гидравлические характеристики»
Цель: изучить основные гидравлические характеристики
Объём (V / W) - это количество жидкости, проходящее через живое сечение трубы или канала за период времени [
]
Живое сечение - это то сечение водотока, которое занимает жидкость в рассматриваемый период времени
а) Напорный поток;
б) Безнапорный поток
в) Канал для целей и ирригаций
г) Русло реки.
2.
Расход
(Q)
– количество жидкости, проходящее через
живое сечение трубы или канала за единицу
времени [
].
Формула:
.
U-скорость потока
w-объем
Способы измерения расхода:
А) Объемный способ
=
300 мл/2c
= 150мл/с
Б) Определение расхода с помощью мерного водослива с тонкой стенкой:
– средняя скорость
потока ⟹
.
Тарировочная кривая
В) Определение расхода с помощью трубки Пито (прибора Пито).
.
Г) Определение расхода с помощью Ротаметра.
Д) Определение расхода с помощью мерной диафрагмы
3. Давление (P)
а)
[мм.рт.ст, Па, psi,
]
б)
Способы измерения давления:
1) Манометром
2) Пьезометром
-
вакууметрическое давление
3)
Вакууметр
4. Напор (H) – энергетическая величина давления, выраженная в линейных единицах [см, м]
- удельный
вес
Вывод: в результате выполнения лабораторной работы были изучены приборы и принципы их работы, с помощью которых можно измерять расход, давление, относительное давление воздуха, а также были усвоены живые сечения
Лабораторная работа №2 «Режимы движения жидкости»
Цель: научиться определять границы существования турбулентного и ламинарного движений жидкости в трубе.
Ламинарный режим движения характеризуется параллельно-струйчатым движением жидкости. Эпюра распределения скоростей в потоке подчиняется параболическому закону.
Турбулентный поток движения характеризуется пульсацией скоростей и давлений частиц жидкости в потоке и мгновенном хаотичном их перемещении. Эпюра распределения скоростей в потоке подчиняется логарифмическому закону.
Формула числа
Рейнольдса.
.
-кинематический
коэффициент вязкости
-динамический
коэф. вязкости
Критическое число Рейнольдса
=2320
для напорного потока.
=580 для безнапорного потока.
При Re< ⟹ ламинарный режим движения.
При Re> ⟹ турбулентный режим движения.
Для
таких форм сечений, как квадратные,
прямоугольные или кольцевые каналы
используют формулу:
при нормальном потоке;
при безнапорном потоке.
,
где
– смоченный периметр.
-площадь
живого сечения
Примеры ламинарного режима: кровообращение, фильтрация жидкости через грунт и перекачка очень вязких жидкостей (нефтепродуктов).
Вывод:
1) Существует только два режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный (не путать с видами движения жидкости).
2) Число Рейнольдса показывает кинетическую энергию потока или кинетическую энергию потока т.е. чем больше число Рейнольдса, тем больше кинетическая энергия физического смысла числа Рейнольдса.
Величина |
Размерность |
Режим |
|
Ламинарный |
Турбулентный |
||
|
л |
1 |
1,5 |
|
л |
1,5 |
7 |
|
л |
0,5 |
5,5 |
|
с |
60 |
20 |
|
|
0,0083 |
0,275 |
d |
см |
1,4 |
1,4 |
|
|
5,4 |
178,6 |
T |
°C |
10 |
10 |
V |
|
0,0131 |
0,0131 |
Re |
- |
577 |
19087 |
1л/с= 1000 см3/с
.
Вывод:
R
<
= 2320 - первый режим ламинарный;
R
>
= 2320 - второй режим турбулентный.