- •I. Курс лекций
- •1. Основные свойства жидкости и газа. Гидростатика
- •1.1. Основные свойства жидкости
- •Величина ………………………. Плотность Удельный вес
- •Давления насыщенных паров (Па) некоторых жидкостей
- •Плотность жидкости может изменяться при изменении температуры. В этом случае изменение плотности характеризуется коэффициентом теплового объемного расширения т , определяемым по формуле
- •В общем случае
- •Размерность кинематического коэффициента вязкости
- •1.2. Физические свойства газа
- •1.3. Давление в покоящейся жидкости
- •1.4. Сила статического давления жидкости на плоскую стенку
- •Вопросы по теме 1.4.
- •1.5. Сила статического давления жидкости на криволинейные стенки. Закон Архимеда
- •1.6. Относительный покой жидкости
- •1.6.1. Прямолинейное равноускоренное движение сосуда
- •1.6.2. Равномерное вращение сосуда вокруг вертикальной оси
- •2. Основные понятия кинематики и динамики жидкости
- •3. Режимы движения жидкости и основы гидродинамического подобия
- •4. Основные законы движения газа
- •Вопросы по теме 4.
- •5. Гидравлические сопротивления
- •6. Гидравлический расчет простых напорных трубопроводов
- •7. Гидравлический расчет сложных трубопроводов
- •8. Истечение жидкости через отверстия и насадки
- •Риc. 8.3. Схема истечения жидкости через большое прямоугольное отверстие
- •Вопросы по теме 8.
- •9. Гидравлический удар в трубопроводах
- •Вопросы по теме 9.
- •10. Движение неньютоновских жидкостей в трубах
- •Приложения
- •1В знаменателе – среднее значение
- •Значения усредненных коэффициентов местных сопротивлений (квадратичная зона)
- •II. Задания для выполнения контрольных работ студентами – заочниками Вариант 1
- •Номера задач для контрольных работ
- •Приложения к задачам варианта 1
- •Вариант 2
- •Номера задач для контрольных работ
- •Приложения к задачам варианта 2
- •1. Средние значения плотности и кинематической вязкости некоторых жидкостей
- •2. Зависимость плотности воды от температуры
- •3. Номограмма Кольбрука-Уайта для определения коэффициента гидравлического трения
- •4. Значение коэффициентов некоторых местных сопротивлений
- •II. 1. Методические указания к выполнению контрольных заданий
- •II.2. Методика построения напорной и пьезометрической линий
- •III. Лабораторные работы
- •3.1 Указания к выполнению лабораторных работ
- •3.2 Содержание отчета
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок проведения опытов
- •3.1 Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Определение выигрыша в силе при работе на гидравлическом прессе
- •Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание установки
- •3. Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Относительный покой жидкости
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Изучение режимов течения жидкости (опыт Рейнольдса)
- •1 .Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание экспериментальной установки и порядок проведения опыта
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы.
- •Исследование уравнения Бернулли
- •3. Порядок выполнения работы. Обработка результатов опыта
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Определение коэффициента гидравлического сопротивления по длине трубопровода при напорном движении жидкости
- •Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Определение коэффициентов местных сопротивлений
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок проведения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Результаты измерений и вычислений
- •Контрольные вопросы
- •Истечение жидкости через малые отверстия и насадки при постоянном напоре
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •Величины коэффициентов , , , зависят от формы отверстия и режима движения жидкости, определяемого числомRе.
- •2. Описание экспериментальной установки и порядок проведения опытов
- •3. Порядок проведения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Продолжение таблицы 8.1.
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
- •1.2 Физические свойства газа ………………………………….……..….10
- •2. Основные понятия кинематики и динамики жидкости ……………..…...26
- •Вариант 1…………………………………………………………….…….……57
- •Издательство «Нефтегазовый университет»
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039, Тюмень, ул. Киевская, 52
3. Порядок проведения работы
Закрыть перепускной клапан.
Установить на пресс образец для сжатия.
Энергично качать рукоятку насоса до тех пор, пока манометр не начнет показывать давление.
Измерить диаметры большого и малого поршней и плечи рукоятки насоса.
Возвратить поршень насоса в исходное положение, открыв перепускной клапан.
Данные измерений занести в табл. 2.1.
Определить выигрыш в силе при следующих изменениях параметров;
а) уменьшить диаметр малого поршня в два раза;
б) увеличить диаметр большого поршня в два раза;
в) увеличить длину плеча ОВ рукоятки рычага в 4 раза;
г) уменьшить длину плеча ОА рукоятки рычага в 4 раза;
д) увеличить развиваемое давление в два раза;
е) удалить рычаг, ручное усилие F приложить в центре малого поршня.
8. Записать подробный вывод о влиянии вышеперечисленных параметров на выигрыш в силе.
Таблица 2.1.
№№ п/п
|
Исходные данные
|
Расчетные данные
| |||||||
dм
|
dб
|
Плечи рычага
|
Pман
|
Fб
|
F м
|
F
|
n
| ||
ОА |
ОВ | ||||||||
см |
см |
см |
см |
кгс/см2 |
кгс |
кгс |
кгс |
– | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
Изменится ли выигрыш в силе, если уменьшить (увеличить) диаметр малого (большого) поршней? Докажите.
Как влияет соотношение плеч рычага на выигрыш в силе?
От каких параметров зависит выигрыш в силе при работе на гидропрессе?
Какой вид давления будет под малым поршнем, если рычаг пойдет вверх (вниз)? Почему?
Каково практическое применение гидропресса в Вашей будущей специальности?
Лабораторная работа №3 Относительный покой жидкости
Цель работы: Визуальное наблюдение формы свободной поверхности жидкости во вращающемся сосуде; опытная проверка аналитического выражения (3.3); построение эпюр гидростатического давления для абсолютного и относительного покоя; определение сил действия жидкости на боковые стенки и дно резервуара.
1. Основные положения и расчетные зависимости
Из уравнения гидростатики, определяющего равновесие покоящейся жидкости , запишем:
. (3.1)
Для поверхности равного давления (dp=0) имеем
(3.2)
При вращении сосуда с жидкостью с постоянной скоростью вокруг вертикальной оси на каждую частицу жидкости действуют массовые силы–сила тяжести и центробежная сила инерции.
Проекции ускорения массовых сил ах, ау, az на оси координат в данном случае будут (рис. 3.1):
С учетом этого выражение (3.2) примет вид
(3.3)
Интегрирование последнего выражения дает уравнение параболоида вращения:
(3.4)
где ;х, у, z - текущие координаты точек на свободной поверхности жидкости; z0 - координата пересечения параболоида с осью вращения; - угловая скорость вращения; ρ - плотность жидкости.
Закон распределения давления в жидкости при относительном покое имеет вид
(3.5)
где Рабс - абсолютное давление в любой точке жидкости с текущими координатами r и z (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Схема установки для изучения относительного покоя жидкости во вращающемся относительно вертикальной оси цилиндре
Например: если точка А находится на дне резервуара, совпадая с началом координат, тогда r = 0, z = 0, по уравнению (3.5) имеем
(3.6)
Если точка В находится на дне резервуара у его боковой стенки (рис. 3.1), имеем r = R, z = 0, тогда по уравнению (3.5)
(3.7)
(3.7)*
Изменение давления по вертикали такое же, как и в неподвижном сосуде.