Задание на самостоятельную подготовку к занятию:
1. По материалам учебного пособия [1] (с. 67–72) изучить сущность и причины формирования двух режимов движения жидкости: ламинарного и турбулентного. Уяснить сущность числа Рейнольдса как критерия режима; величины, входящие в формулу Rе. Изучить методику экспериментального определения средней скорости движения жидкости и расчета числа Рейнольдса.
2. Быть готовыми ответить на следующие контрольные вопросы:
· Какие существуют режимы движения жидкости, в чем заключаются их сущность и отличительные характеристики?
· Как определить число Рейнольдса опытным путем?
· Как экспериментально определить среднюю скорость потока жидкости?
· Факторы, определяющие потери на трение по длине трубопровода.
Порядок выполнения работы
Лабораторная работа включает в себя проверку подготовленности студентов к занятию и отработку трех учебных вопросов:
1. Установление опытным путем наличия двух режимов движения жидкости.
2. Определение значений чисел Рейнольдса.
3. Анализ результатов эксперимента и подготовка отчета.
В порядке отработки первого учебного вопроса записать в рабочих тетрадях название лабораторной работы и ее цели. Изучить устройство стенда для определения режима движения жидкости и изобразить в рабочей тетради его схему.
Записать в рабочей тетради исходные данные, измеряемые расчетные величины и расчетные формулы.
По указанию преподавателя занять рабочие места и приступить к выполнению эксперимента. Записать результаты измерений времени расхода воды t. После выполнения измерений на двух режимах приступить к определению расчетных величин, анализу полученных результатов и составлению отчета по лабораторной работе.
При проведении эксперимента организуются следующие рабочие места:
№ 1 – управление краном подачи воды в напорный резервуар;
№ 2 – контроль уровня воды в напорном резервуаре;
№ 3 – управление краном слива воды из трубы;
№ 4 – управление краном подачи окрашенной жидкости;
№ 5 – установка мерного сосуда;
№ 6 – измерение времени заполнения мерного сосуда.
Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка (рис. 8) включает в себя резервуар 1, к которому присоединена стеклянная труба 4, на выходе из которой установлен сливной кран 5.
Рис. 8
Резервуар 1 заполняется водой до уровня Н = const при закрытом сливном кране 5. По мере открывания крана в трубе 4 возникает движение воды. При этом скорость зависит от степени открывания крана 5. Средняя скорость движения воды может быть определена по расходу, измеряемому временем заполнения мерного сосуда 6 известной емкости.
Для визуального наблюдения за структурой потока путем открывания крана на выходе из бачка 2 в насадок 3 подается красящее вещество.
При незначительной степени открывания крана 5 устанавливается минимальная скорость движения воды, что является условием формирования ламинарного режима движения жидкости. С увеличением проходного сечения крана 5 расход, а следовательно, и скорость движения воды возрастают и режим переходит в турбулентный, что можно наблюдать по изменению формы и структуры струи красящего вещества.
Исходные данные, измеряемые величины, расчетные формулы
Исходные данные:
Геометрический напор воды в резервуаре Н = 0,8 м.
Внутренний диаметр стеклянной трубки d = 3,2 см.
Внутренний диаметр мерного сосуда Dм.с = 17 см.
Высота мерного сосуда hм.с = 14 см.
Кинематический коэффициент вязкости n = 1 × 10-6 м2/с.
Измеряемая величина:
Время заполнения мерного сосуда tс.
Расчетные величины и формулы для определения:
Объем мерного сосуда:
м3.
Живое сечение трубы 4:
м2.
Расход воды:
м3/с.
Методика выполнения эксперимента
1. Открыть кран подачи воды в резервуар 1 и заполнить его до уровня сливной трубки. Отрегулировать степень открытия крана подачи воды, при котором обеспечивается постоянный уровень Н в резервуаре.
2. Отвернуть сливной кран 5 на 1…2 оборота, обеспечив минимальный расход воды через трубу 4.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.