3.3. Аппаратура и материалы
Установка состоит из напорного бака 1, заполняемого водой, и сосуда 4, в который наливают красящие вещества. Труба 2 имеет на конце кран 3, позволяющий регулировать расход и скорость движения жидкости. Измерение расхода жидкости осуществляется объемным способом при помощи мерного бака 7. Труба 2 для осуществления плавного входа в нее имеет входную воронку, из сосуда 4 подведена тонкая трубка 5 с зажимом 6, по которой в поток подаются красящие вещества (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 - Принципиальная схема лабораторной установки
По усмотрению преподавателя эту лабораторную работу также можно выполнять на лабораторном стенде, схема которого приведена на рис.3.2.
Рисунок 3.2. Универсальный лабораторный стенд.
1 – Насос. 2 – Регулирующие вентили. 3 – Система ротаметров. 4 – Компенсационный бак. 5 – Лабораторный модуль. 6 – Игольчатый вентиль. 7 – Сливной бак. 8 – Воздушник с пережимом.
Путем смены лабораторного модуля 5, этот стенд можно подготовить для изучения различных гидравлических процессов.
3.4. Указания по технике безопасности
Студенты обязаны выполнять общие требования безопасности согласно Инструкции по охране труда в лаборатории С-106 кафедры «Теплотехника, ТГСиВ», утвержденной 26.02.1999 года.
3.5. Методика и порядок выполнения работы
Во время опыта уровень воды в баке 1 поддерживается постоянным с помощью перелива. Опыт начинается с малых скоростей, для этого кран 3 немного открывают и одновременно пускают красящие вещества через трубку 5. В стеклянной трубе должна быть видна окрашенная струйка, которая легко выделяется в движущемся потоке. Следовательно, движущаяся струйка, которая не перемешивается с соседними струйками, т.е. наблюдается струйное движение, называемое ламинарным. Увеличивая степень открытия крана 3 увеличивают скорость движения жидкости до тех пор, пока струйка красящего вещества не начнет теряться в общем потоке жидкости, т.е. происходит переход из ламинарного режима в турбулентный. Дальнейшим открытием крана устанавливают скорость движения, соответствующую установившемуся турбулентному течению, струйка совершенно исчезает, поток окрашивается равномерно.
В каждом опыте производят замеры температуры, времени полного или частичного заполнения мерного бака, объема мерного бака. Результаты заносят в таблицу 3.1. Опыт, соответствующий переходу из ламинарного в турбулентный режим, производят 3 раза для более точного установления критического числа Рейнольдса.
Таблица 3.1 – Обработка результатов опыта
Величина |
Обозначение |
Единицы измерения |
№ опытов |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
Режим движения жидкости |
|
- |
|
|
|
|
Объем жидкости в мерном баке |
W |
см3 |
|
|
|
|
Время заполнения мерного бака |
|
с |
|
|
|
|
Температура в напорном баке |
t |
0С |
|
|
|
|
Объемный расход жидкости |
|
см3/с |
|
|
|
|
Средняя скорость |
v = Q / |
см/с |
|
|
|
|
Кинематический коэффициент вязкости |
|
см2/с |
|
|
|
|
Число Рейнольдса |
|
- |
|
|
|
|
Постоянные величины: диаметр трубы – d =2,5 см,
площадь сечения – = d2/4 см2