Лабораторная работа 1 гидравлика

автор: valdik от 27-01-2011, 02:24 |

Лабораторные работы |

Лабораторная работа 1.
Тема: «Режимы движения жидкости».
Цель: «Наблюдение потоков жидкости с различной структурой и освоение расчётного метода определения режима течения.
Оборудование: портативная лаборатория «Капелька».
1.1 Общие сведения.
Различают два основных режима течения жидкости: ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме частицы жидкости дви-жутся по параллельным траекториям без пе-ремешивания, поэтому поток имеет слоистую структуру, т.е. жидкость движется отдельными слоями. Турбулентное движение характеризуется пульсацией давления и скоростей частиц, что вызывает интенсивное перемешивание жидкости в потоке, т.е. вихревое движение.
При резком изменение поперечного сечения или направления капола от его стенки отрывается транзитная струя, а у стенки жидкость начинает двигаться в обратном направлении, приводя к вращению жидкость между транзитной струёй и стенкой. Эта область называется циркуляционной зоной.
Для визуализации течений применяют ме-ченые частицы, оправленные струйки, которые показывают траектории движения множества частиц жидкости. Они ещё называются линиями тока, если течение устанавливается. При установившемся течение осреднённые значения скорости и давления в каждой точке потока постоянных во время. В этом случае расход, т.е. количество жидкости, проходящего через заданное сечение в единицу времени, так же не изменяется во времени.
Критерием режима течения является число Рейнольда Re=u*d/v, где
u- средняя скорость потока;
d- внутренний диаметр трубы;
v- кинематический коэффициент вязкости жидкости.
В Кинематической практике режим опре-деляют путём сравнения числа Рейнольда Rе с его критическим значением Rек, соответст-вующем смене режимов движения жидкости. Для равномерных потоках жидкости в трубах круглого сечения принимают Rек=2300. Режим считается ламинарным, если RеИз выражения следует, что числа Рейноль-да малы и, следовательно, режим ламинар-ный, при низких скоростях течения незначи-тельного поперечного сечения сил при движение жидкостей с большой вязкостью.
Турбулентный режим в природе и технике встречается чаще. Его закономерностями подчиняются движения воды в реках, ручьях, каналах, системах водоснабжения и водоот-ведения, а также течение бензина, керосина и других маловязких жидкостей в трубах.
1.2 Описание портативной лаборатории «Капелька».
Лаборатория имеет прозрачный корпус и баки 1,2 с успокоительной стенкой 3 для га-шения возмущений в жидкости от падения струй и всплывания пузырей воздуха.. Бока между собой соединены копалами 4,5. Конец капало 4 снабжён перегородкой с щелью 6, противоположенный конец 5- решёткой. Уровень воды в баке 2 изменяется по шкале 8.
Лаборатория действует следующим образом:
В положение устройства, поступающая через левый капал в нижний бак вода вытесняет воздух в виде пузырей в верхний бок. В свою очередь малое гидравлическое сопротивление решётки 7 обеспечивает получение турбулентного течения в капале 5 за счёт больших скоростей.
1,2- баки;
3- перегородка;
4,5- опытные копалы;
6- щель;
7- решётка;
8- уровнемерная шкала.

1.3.1 Порядок выполнения работы.
1.Создать в капале 4 ламинарный режим движения жидкости. Для этого при заполнение водой бака 1 поставить устройство баком 2 на стол.
2. Повернуть устройство в вертикальной плоскости по часовой стрелки на 180°.
3. Создать в капале 4 течение жидкости.
4. Измерить время  перемещение уровня воды в баке на некоторое расстояние S.
5. Подсчитать число Рейнольда по порядку указанному в таблице.
6. Повернуть устройство в его плоскости на 180 и подсчитать число Рейнольда по порядку указанному в таблице.
№ Наименование
величин Обозначение
формул № опыта
1 2
1 Изменение уровня воды в баке S 7 7
2 Время наблю-дения за уров-нем  40 9
3 Кинематический коэффициент вязкости воды  0.01 0.01
4 Объём воды по-ступающий в бак за время V=ABC 588 588
5 Расход воды Q=V/ 14.7 65,3
6 Средняя ско-рость течения воды в капале =Q/ 5.88 26,12
7 Число Рейноль-да Re=*d/ 823.2 3656,8
8 Название ре-жима течения Турбулент-ный/ламинарный Ламинар-ный Турбулент-ный
А=21см; В=4см; d=1,4см; =2,5см.
Вывод: при больших скоростях наблюдает-ся турбулентный поток, а при меньших скоростях ламинарный.

похожие статьи:

Поиск

Партнеры