5. Обработка экспериментальных данных.

При обработке опытных данных и при записи в журнал следует четко различать между собой понятия абсолютного, избыточного (сверхатмосферного) и вакуумметрического давления: ни один из приборов установки не измеряет абсолютного давления, а измеряет или избыток давления над атмосферным (),или недостаток до атмосферного (). Для определения абсолютного давления следует принимать давление окружающей нас воздушной среды .

На схемах (рис. 1.2 а, б, в) следует показать следующие высоты и их значения: ,,,,,.

6. Форма отчета.

Таблица 1.1 – Регистрация и обработка опытных данных

№ опыта	Давление на свободной поверхности				Давление у дна сосуда				Определение абсолютного гидростатического давления по уравнению гидростатики
	Показания приборов		Абсолютное давление , Па	Показания приборов			Абсолютное давление , Па
	манометр, кг/ссм2	вакуумметр, кгс/см2		пьезометр,м		манометр, кгс/см2		Показание водомерной трубки , м		Абсолютное давление , Па

7. Контрольные вопросы:

1. Записать и пояснить основное уравнение гидростатики.

2. Дать определение абсолютного, избыточного (манометрического) и вакуумметрического давления.

3. Каковы единицы измерения гидростатического давления? Какова между ними взаимосвязь?

4. Какие приборы служат для измерения избыточного (манометрического) давления? Расскажите о принципе их действия и пределах измеряемых величин.

5. Какими приборами можно измерить вакуум? Расскажите о принципе их действия и пределах измерений.

6. Назовите простейший прибор для измерения гидростатического давления.

7. Как изменяется избыточное давление с изменением глубины погружения точки?

10. Каково максимальное значение вакуума?

11. Что называется вакуумметрической высотой? Что она измеряет?

12. Что называется пьезометрической высотой? Что измеряется ею?

13. Что называется пьезометрическим напором? Каков его геометрический и энергетический смысл?

14. Какой высотой водяного столба создается гидростатическое давление, равное одной технической атмосфере?

15. Что называется плотностью и объемным весом жидкости? Как они взаимосвязаны? Каковы единицы их измерения в системе СИ?

Лабораторная работа № 2

ПОСТРОЕНИЕ ФОРМЫ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ

В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ СОСУДЕ,

ВРАЩАЮЩЕМСЯ ВОКРУГ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Целью данной работы является изучение законов гидростатики при относительном покое жидкости – на примере вращающегося вертикального сосуда.

В процессе работы необходимо установить экспериментальным путем форму свободной поверхности жидкости во вращающемся сосуде и сопоставить результаты эксперимента с данными теоретического расчета.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Дифференциальные уравнения Эйлера равновесия жидкости. Интегрирование этих уравнений. Поверхности равного давления. Свободная поверхность жидкости. Основное уравнение гидростатики. Давление жидкости на плоские стенки. Эпюры давления. Относительный покой жидкости.

Литература: [3, с.23-28], [8, с.15-26], [14, с.37-39].

3. Описание экспериментальной установки.

Установка (рис. 2.1) состоит из открытого вертикального цилиндрического сосуда 1, который приводится во вращение валом 5 от электродвигателя (об/мин) через редуктор с передаточным числом 10 (электродвигатель и редуктор на рисунке не приведены).

Для измерения вертикальных отметок точек, лежащихна поверхности жидкости, и горизонтальных их координат служит мерная игла 2, которая может перемещаться в вертикальном направлении и по горизонтальной рейке 3 вдоль горизонтальной оси сосуда.

Рейка 3 закреплена на стойке 4 и имеет шкалу.

Штанга мерной иглы снабжена шкалой и нониусом для взятия вертикальных отсчетов и нониусом – для снятия координат.

Рис.2.1. Схема лабораторной установки [13]

4. Порядок проведения опытов. В неподвижный сосуд 1 наливают жидкость до отметки по мерной игле 2, затем включают электродвигатель, приводящий сосуд во вращение. Благодаря силам трения, стенки вращающегося сосуда будут увлекать за собой жидкость, и через некоторое время вся жидкость в сосуде будет

вращаться вместе с сосудом с той же угловой скоростью – жидкость придет в состояние относительного покоя; свободная поверхность жидкости примет форму параболоида вращения с полной высотой.

После этого производят необходимые измерения мерной иглой 2. Сначала иглу устанавливают так, чтобы ее ось совпала с осью сосуда , при этом ноль нониуса должен совпасть с отсчетом на горизонтальной рейке. Затем иглу опускают до соприкосновения ее острия со свободной поверхностью (точка 0') и берут отсчет по нониусу иглы. После этого поднимают иглу и перемещают на 1 см влево или вправо от оси и снова опускают до соприкосновения с поверхностью, снова берут отсчеты по нониусу иглы –и по горизонтальной шкале –. Перемещаясь по радиусу сосуда через 1 см, берут 6-7 точек. Последнее положение иглы – вблизи стенки – должно быть выбрано так, чтоб игла не задевала о стенку сосуда. Данные измерений записываются в журнал, при этом в строку «0» записываются отсчетыидля осевого положения мерной иглы.

Измеряются и вносятся в журнал: радиус сосуда, отметки дна сосуда и уровня жидкости до начала вращения сосуда.