- •3.1 Указания к выполнению лабораторных работ
- •3.2 Содержание отчета
- •Лабораторная работа №1 Методы измерения гидростатического давления
- •1. Основные положения и общие зависимости
- •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
- •Описание экспериментальной установки
- •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
3.1 Указания к выполнению лабораторных работ
Лабораторные работы выполняются в лаборатории кафедры в часы занятий по расписанию.
К лабораторным работам допускаются подготовленные студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности.
Подготовка к лабораторным работам производится во внеаудиторное время и включает:
а) подготовку по теории к теме лабораторного занятия;
б) подготовку к проведению непосредственно лабораторной работы– в лабораторной тетради должна быть зарисована схема экспериментальной установки, записаны необходимые расчетные формулы и заготовлены таблицы для записи и обработки опытных данных.
Отчет по лабораторной работе оформляется в соответствии с ЕСКД.
3.2 Содержание отчета
Название лабораторной работы.
Цель работы.
Схема лабораторной установки.
Основные расчетные уравнения и формулы.
Таблица наблюдений и вычислений.
Графики, эпюры, построенные по результатам вычислений и обработки опытных данных.
Оценка погрешности эксперимента.
Выводы о проделанной работе.
Отчет защищается путем личного собеседования с преподавателем.
Лабораторная работа №1 Методы измерения гидростатического давления
Цель работы: Изучение конструкций приборов и способов измерения гидростатического давления.
1. Основные положения и общие зависимости
Приборы для измерения давления по характеру измеряемой величины подразделяются на:
1) барометры, измеряющие атмосферное давление;
2) манометры, измеряющие разность абсолютного и атмосферного давлений, т.е. избыточного (манометрического) давления;
3) вакуумметры, служащие для измерения отрицательного избыточного давления – вакуума;
4) мановакуумметры, измеряющие как избыточное давление, так и вакуумметрическое;
5) дифференциальные манометры, которые измеряют разность давлений. По принципу действия различают приборы жидкостные и механические.
К жидкостным приборам относятся: пьезометр, манометр, дифференциальный манометр. Жидкостные приборы (рис. 1.1.) основаны на уравновешивании измеряемого давления высотой столба рабочей жидкости определенного объемного веса.
Рис. 1.1. Жидкостные приборы для измерения давления:
пьезометры открытого (а) и закрытого (б) типа; дифманометр (в);
U-образные (г) манометр и вакуумметр (д); простой вакуумметр (е)
К механическим приборам (рис. 1.2.) относятся: пружинно-трубчатые и мембранные манометры, мановакуумметры, барометры. Действие механических манометров основано на применении закона Гука. Сила давления деформирует упругий элемент прибора (пружину, мембрану), а возникшая деформация, после тарирования, является мерой давления.
Рис. 1.2. Механические приборы для измерения давления:
пружинный трубочный (а); мембранный (б)
При определении гидростатического давления, как правило, оперируют абсолютным (полным) давлением Р, манометрическим (избыточным) давлением РM и вакуумом РV (отрицательным избыточным давлением). Между этими величинами существуют следующие зависимости:
(1.1.)
(1.2)
Из рис. 1.3 видно, что величина вакуума не может быть больше атмосферного давления. Отсюда же можно сформулировать понятия манометрического давления и вакуума.
Манометрическое давление - это избыток абсолютного давления над атмосферным.
Вакуум - отрицательное избыточное давление (недостаток абсолютного давления до атмосферного).
Полное или абсолютное гидростатическое давление Р в любой точке покоящейся жидкости складывается из давления на свободной поверхности жидкости Р0 и веса столба жидкости с основанием, равным единице площади, и высотой равной глубине h расположения рассматриваемой точки под уровнем свободной поверхности:
. (1.3)
В гидротехнической практике применяются следующие единицы измерения давления: кгс/см2, ат, кгс/м2, Н/м2 (Па), м или мм ст. жидкости. Между ними существует связь:
1 ат = 1 кгс/см2 = 104 кгс/м2 = 9,81104 Н/м2 = 10 м. вод. ст. = 736 мм.рт.ст.
В международной системе единиц СИ давление измеряется в Па = 1 Н/м2; 1 ат = 0,1 MПa (мегапаскали); 1 ат = 100 кПа (килопаскали).