3.2.2. Описание экспериментальной установки

Для изучения режимов движения жидкости пользуются экспери­ментальной установкой, схема которой приведена на рис. 3.2.

В бак 4 вода поступает из водопроводной сети. Уровень воды в баке 4 поддерживается на постоянной отметке при помощи перелив­ной трубки 9. Из бака 4 вода направляется в стеклянную трубку 5 постоянного диаметра, в которой демонстрируется ламинарный и турбулентный режимы движения воды. Для визуального наблюдения ре­жимов движения жидкости в начальный участок трубки 5 вводится струйка окрашенной жидкости, которая подается из сосуда 1, расположенного над баком 4, по тонкой металлической трубочке 3. Подача окрашенной жидкости в стеклянную трубку регулируется с помощью вентиля 2. Из стеклянной трубки вода, пройдя успо­коительный резервуар 6, попадет в тарированный мерный бак 8. Время наполнения бака фиксируется секундомером. После измере­ния расхода вода из мерного бака отводится в канализацию. Тем­пературу воды во время опытов измеряют термометром, установ­ленным в баке 4. Расход и скорость движения воды во время опытов регулиру­ются с помощью вентиля 7.

Рис. 3.2. Установка для исследования режимов движения

жидкости:

1 – сосуд с окрашенной жидкостью; 2 – вентиль;

3 – трубопровод, подающий окрашенную жидкость;

4 – бак с водой; 5 – стеклянная трубка;

6 – успокоительный резервуар; 7 – регулирующий вентиль;

8 – мерный бак; 9 – переливной трубопровод

3.2.3. Проведение лабораторных исследований

В начале опыта бак 4 наполняется водой из водопроводной сети до момента холостого слива, далее, на протяжении всего опыта, этот уровень поддерживается постоянным. Затем открывается вентиль 7 так, чтобы скорость движения воды в стеклянной трубке была минимальной, и в то же время вводится в стеклянную трубку струйка окрашенной жидкости, скорость движения которой должна быть примерно одинаковой со скоростью движения воды в стеклянной трубке. По поведению струйки окрашенной жидкости визуально отмечается режим движения.

В случае ламинарного режима струйка окрашенной жидкости не должна размываться до самого слива из стеклянной трубки.

Для установленного положения вентиля измеряют слой воды в мерном баке, время, в течение которого бак наполняется на этот слой, и температуру воды.

Все результаты измерения записываются в таблицу опытных данных (табл. 3.3). Далее, вентиль 7 ставится в новое положение с тем, чтобы увеличить расход воды в трубке, после чего произ­водятся снова все перечисленные операции

Таблица 3.3

Опытные данные

№ опы­та	Величины, измеренные при проведении опытов
	характер режима (оценивается ви­зуально)	слой воды, по­ступившей в мерный сосуд, h, см	время напол­нения сосуда t, с	температура воды t°, °С
1	2	3	4	5

Примечание: диаметр стеклянной трубки d=1,5 см, площадь мерного бака s =140 см².

Во время опытов отмечают момент перехода ламинарного режи­ма в турбулентный по поведению окрашенной струйки. В случае развитого турбулентного движения струйка окрашенной жидкости, вводимая в поток, полностью размывается и вся жидкость в трубке оказывается окрашенной.