- •3 Лабораторные работы
- •3.1 Измерение гидростатических давлений
- •3.1.1 Теоретические основы исследования
- •3.1.2. Описание экспериментальной установки
- •3.1.3 Порядок проведения опыта
- •3.1.4. Обработка опытных данных
- •3.2. Исследование режимов движения жидкости
- •3.2.1. Теоретические основы исследований
- •3.2.2. Описание экспериментальной установки
- •3.2.3. Проведение лабораторных исследований
- •3.2.4 Обработка опытных данных
- •3.3. Опытное определение коэффициента
- •3.3.1. Теоретические основы исследования
- •3.3.2. Описание экспериментальной установки
- •3.3.3. Порядок проведения работы
- •3.3.4. Обработка опытных данных
- •3.4. Исследование местных потерь напора
- •3.4.1 Теоретические основы исследования
- •3.4.2 Описание экспериментальной установки
- •3.4.3. Порядок проведения опыта
- •3.4.4 Обработка опытных данных
- •3.5 Истечение жидкости из малого отверстия
- •3.5.1 Теоретические основы исследования
- •3.5.2 Описание опытной установки
- •3.5.3. Порядок проведения опыта
- •3.5.4 Обработка опытных данных
- •3.6 Истечение жидкости через внешний
- •3.6.1. Теоретические основы исследования
- •3.6.2. Описание опытной установки
- •3.6.3. Порядок проведения опыта
- •3.6.4 Обработка опытных данных
- •3.7. Опытное определение коэффициента шероховатости лотка
- •3.7.1. Теоретические основы исследования
- •3.7.2 Описание экспериментальной установки
- •3.7.3 Порядок проведения опыта
- •3.7.4. Обработка опытных данных
- •3.8. Исследование гидравлического прыжка
- •3.8.1. Теоретические основы исследования
- •3.8.2. Описание экспериментальной установки
- •3.8.3. Порядок проведения опыта
- •3.8.4. Обработка опытных данных
- •Опытные данные
- •Результаты вычислений
- •3.9. Прямоугольный водослив с тонкой стенкой
- •3.9.1 Теоретические основы исследования
- •3.9.2. Описание экспериментальной установки
- •3.9.3. Порядок проведения опыта
- •3.10. Исследования водослива с широким порогом
- •3.10.1. Теоретические основы исследования
- •3.10.2. Описание экспериментальной установки
- •3.10.3. Порядок проведения опыта
- •3.10.4. Обработка опытных данных
- •Оглавление
- •3. Лабораторные работы……………………………………………..
- •3.1. Измерение гидростатических давлений…………………………………
- •3.1.1. Теоретические основы исследования………………………………
- •3.3.1. Теоретические основы исследования……………………………….
- •3.5.1.Теоретические основы исследования……………………………
- •3.6.1. Теоретические основы исследования……………………………
3 Лабораторные работы
3.1 Измерение гидростатических давлений
Цель работы – приобретение практических навыков работы с механическими мановакуумметрами при измерении гидростатического давления, изучение основного закона гидростатики.
3.1.1 Теоретические основы исследования
Гидростатическое давление р представляет собой предел отношения силы гидростатического давления Р к площади площадки её действия ω при стремлении ω к нулю:
, (3.1)
где ω – величина некоторой площадки, намеченной или внутри жидкости, или на ее поверхности;
Р – сила давления жидкости на эту площадку.
Ограничиваемся рассмотрением жидкости, находящейся под действием только одной объемной силы – силы тяжести. В этом случае абсолютное гидростатическое давление в рассматриваемой точке рассчитывают по формуле
(3.2)
где – давление на свободной поверхности жидкости;
h – глубина погружения рассматриваемой точки под свободную
поверхностью жидкости;
γ – объемный вес жидкости,
(3.3)
здесь ρ – плотность жидкости;
– ускорение свободного падения.
Давление, обусловленное весом самой жидкости и определяемое вторым слагаемым правой части формулы (3.2), называется весовым давлением. Обозначим весовое давление :
(3.4)
Если рассматриваемая покоящаяся жидкость находится в открытом сосуде, то давление , действующее на свободной поверхности, оказывается равным атмосферному , то есть . Тогда абсолютное гидростатическое давление в рассматриваемой точке определяют как
(3.5)
Величина превышения абсолютного давления над атмосферным называется избыточным гидростатическим давлением, его определяют
(3.6)
и в случае открытого сосуда, как следует из уравнения (3.4), избыточное давление равняется весовому давлению:
(3.7)
Если давление на свободной поверхности оказывается больше атмосферного (такое положение может иметь место в случае, когда жидкость находится в герметически закрытом сосуде), то
(3.8)
где
(3.9)
или
(3.10)
где – избыточное давление на свободной поверхности жидкости.
Единицами измерения любого вида гидростатического давления являются в международной системе единиц паскаль (1Па=1Н/м2), а в часто используемой в старой технической литературе и при градуировке приборов системе МКГС – в технических атмосферах (1 атм=1кг/см2). Часто гидростатическое давление измеряют высотой столба жидкости известного объемного веса (например, высотой столба воды в метрах или высотой столба ртути в миллиметрах). Соотношение между единицами измерения давления можно представить в следующем виде:
1атм=1 кг/см2=9.81∙10-4Па=10 м. вод. ст.=736 мм.рт.ст.
Если в данной среде абсолютное давление оказывается меньше атмосферного, то есть то в этой среде имеет место вакуум, или разрежение. Абсолютное давление в этом случае определяют по формуле
(3.11)
где – вакуумметрическая высота.
Под величиной вакуумметрического давления (вакуума) понимают недостаток давления до атмосферного или отрицательное избыточное давление:
.
Вакуум измеряют теми же единицами, что и другие виды гидростатического давления.