Дослід 1. Вивчення режимів руху рідини Опис установки

До складу установки (рис.3.1) входять: водопідвідна труба 1, яка подає воду в бак 3, ємність для підфарбованої води 2, від якої відходить тонка трубка, що входить в скляну трубу 4 для спостереження поведінки підфарбованої струминки і мірна судина 5.

Рис. 3.1. Схема дослідної установки:

1 – водопідвідна труба; 2 – ємність для підфарбованої води; 3 – бак; 4 – скляна трубка; 5 – мірна судина; 6 – кран.

Порядок виконання роботи

1. Ємності 2 і 3 заповнюють водою і підфарбованою рідиною. Потім краном 6 установлюють певну витрату води. Цю витрату визначають як відношення об’єму води, що витікає за певний час, до цього проміжку часу, і виражають в м³/с.

2. Повторюють експеримент при інших витратах. Таким чином отримують 10-12 значень.

3. Вимірюють внутрішній діаметр трубки 4.

4. Заміряють температуру води.

Дані заносять в табл. 3.1.

Таблиця 3.1.

час, , с	об’єм рідини, V, м3	витрата рідини, Q,м3/с	площа перерізу труби, F, м2	швидкість =V/F, м/с	Re	

Обробка експериментальних даних

1. Підрахувати витрати рідини для кожного з дослідів.

2. Визначити площу перерізу труби.

3. Підрахувати швидкість руху рідини.

4. За формулою (3.1) підрахувати критерій Рейнольдса і визначити характер руху. Необхідну для розрахунку величину динамічного коефіцієнту в’язкості при температурі експерименту взяти в довіднику.

5. У залежності від характеру руху рідини підрахувати коефіцієнт тертя за формулами (3.3), (3.4) або за графіком =f(Re, d_e/e). Побудувати графік залежності коефіцієнту тертя від критерію Рейнольдса.

Дослід 2. Визначення густини та в’язкості рідини Опис обладнання і виконання дослідів

Вимір густини рідини найпростіше провадити за допомогою ареометрів. Ареометр являє собою скляний поплавець, який заповнений сталевими кульками. У верхній, вузькій, частині знаходиться шкала. Занурюючи ареометр у досліджувану рідину, ми відмічаємо на рівні рідини значення відносної густини. Виконати заміри густини рідини при різних температурах, для чого треба помістити циліндр з рідиною, в яку занурений ареометр, в термостат. Температура води в термостаті встановлюється і регулюється за допомогою терморегулятора. Студент повинний розібратись у роботі цього пристрою за допомогою інструкції до приладу.

Для визначення кінематичного коефіцієнту в’язкості використовуємо капілярний віскозиметр (рис.3.2). Віскозиметр входить у склад установки, куди крім віскозиметра входить ванна з водою, дно якої підігрівається електричною плиткою. Віскозиметр закріплений на штативі.

Рис. 3.2. Схема лабораторної установки:

1 – віскозиметр ВЗР-2 (рос. – ВПЖ-2); 2 – ванна з водою; 3 – електрична плитка; 4 – штатив;

5 – груша; 6 – термометр.

Для виміру температури води використовують термометр. Рідина, яка досліджується, заливається у віскозиметр, який разом з термометром поміщають у ванну з водою. При фіксованому значенні стабілізованої температури води в ванні і закритому верхньому отворі лівого коліна за допомогою груші підіймають рівень рідини в правому коліні віскозиметру трохи віще відмітки М₁. Потім, відпустивши грушу і припинивши її стиск, за допомогою секундоміру заміряють час  (с) переміщення меніску рідини від відмітки М₁ до відмітки М₂. Дослід виконують не менш 3-4 разів при одному й тому ж значенні температури. В розрахунки беруться середні значення . Коефіцієнти в’язкості розраховуються за формулою:

 = с, м²/с (3.5)

де коефіцієнт пропорційності с наводиться в паспорті віскозиметру і для даного приладу дорівнює 0,0810^-4 м²/с².

Результати замірів густин, часу витікання рідини, а також розрахунки кінематичного і динамічного коефіцієнтів у залежності від температури звести в табл. 3.2. Побудувати залежності =f(t) i =f(t).

Таблиця 3.2

Температура, t, оС	Густина, , кг/м3	Час витікання рідини, , с	, м2/с	, Пас