2.3.2. Порядок выполнения опытов

1. Поворотом рукоятки 24 против часовой стрелки открыть кран и наполнить напорный бак I водой. Уровень воды в напорном баке поддерживается постоянным благодаря холостому сливу 12.

2. Открыть кран 28.

3. Немного приоткрыть кран 26, при этом вода из напорного бака I движется по стеклянной трубке с небольшой скоростью.

4. Открывая кран 25, отрегулировать поступление краски в стеклянную трубку так, чтобы скорость выпускаемой краски была, примерно одинакова со скоростью окружающей воды. Струйчатое движение краски будет свидетельствовать о наличии ламинарного режима.

5. Измерить температуру воды в напорном баке.

6. Объёмным способом измерить расход воды в стеклянной трубке. При закрытии крана 28 вода из стеклянной трубки будет попадать в мерный бак. После некоторого произвольного наполнения бака произвести отсчёт по шкале указателя уровня с одновременным включением секундомера. Через некоторое время снова произвести отсчёт по шкале и выключить секундомер. Пользуясь тарировочным графиком (рис. 2.5), по отсчётам уровней в мерном баке определяется объём воды, поступившей в бак, W, см3, и время наполнения бака-Т, с.

7. После измерений, кран 28 открыть.

8. Медленно открывая кран 26, установить новый, несколько больший расход воды и все измерения повторить.

9. При некотором дальнейшем открытии крана струйка воды начнёт колебаться, приобретая волнистый характер с местными разрывами. Такое поведение струйки соответствует переходному режиму течения. Аналогичные измерения повторить и в этом состоянии потока.

10. Дальнейшим открытием крана 26 установить турбулентный режим течения, при котором характер течения резко изменяется; струйка полностью размывается, вода в стеклянной трубке становится равномерно окрашенной. Провести аналогичные измерения.

11. Все данные измерений занести в соответствующие графы протокола испытаний (Табл.I).

12. После проведения опытов прекратить подачу воды из водопроводной сети, краски из бачка, полностью слить воду из напорного бака, после чего закрыть кран 26.

2.3.3. Указания и обработка результатов измерений к выполнению расчётов.

При обработке результатов измерений осуществляются расчёты всех параметров, представленных в протоколе испытаний. Обработку опытных данных рекомендуется выполнять в табличной форме (Табл.I).

• По измеренной температуре воды t в напорном баке определить кинематический коэффициент вязкости воды по формуле Пуазейля:

, м²/с (2.7)

• По измеренному объёму воды, поступившей в мерный бак, подсчитать для каждого опыта расход воды в стеклянной трубке:

Q=, м³/с (2.8)

где W1 и W2 – соответственно начальный и конечный объёмы воды в мерном баке.

• Рассчитывается средняя скорость течения воды:

V=, м/с (2.9)

где S=, м²

Скорость, при которой происходит смена режимов движения, и будет критической скоростью.

• По формуле R_e= для каждого опыта находится число Рейнольдса R_e. Значение R_e, соответствующее критической скорости движения V_кр, является критическим числом Рейнольдса.

Рис. 2.5. Тарировочный график (n – число делений указателя уровня)