- •Введение
- •1. Лабораторный практикум
- •1.1. Лабораторная работа №1. Исследование вязкости жидкости
- •1.1.1. Теоретические основы
- •1.1.2. Методика проведения эксперимента
- •1.1.3. Порядок выполнения работы
- •1.1.4. Содержание отчета и его форма
- •1.2. Лабораторная работа №2. Исследование гидростатического давления Цель работы – изучение свойств гидростатического давления в замкнутой области.
- •1.2.1. Теоретические основы
- •1.2.2. Методика проведения эксперимента
- •1.2.3. Порядок выполнения работы
- •1.2.4. Содержание отчета и его форма
- •1.3. Лабораторная работа №3. Относительный покой жидкости
- •1.3.1. Теоретические основы
- •1.3.2. Математическая обработка наблюдений
- •1.3.3. Методика выполнения эксперимента
- •1.3.4. Порядок выполнения работы
- •1.3.5. Содержание отчета и его форма
- •1.4. Лабораторная работа №4. Изучение режимов течения жидкости
- •1.4.1. Теоретические основы
- •1.4.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.4.3. Порядок выполнения работы
- •1.4.4. Содержание отчета и его форма
- •1.5. Лабораторная работа №5. Определение коэффициента вязкости жидкости методом пуазейля
- •1.5.1. Теоретические основы
- •1.5.2. Порядок выполнения работы
- •1.5.3. Содержание отчета и его форма
- •1.6. Лабораторная работа №6. Определение зависимости потерь на трение в трубе от режима течения жидкости
- •1.6.1. Теоретические основы
- •Течении
- •1.6.2. Порядок выполнения работы
- •1.6.3. Содержание отчета и его форма
- •1.7.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.7.3. Порядок выполнения работы
- •1.7.4. Содержание отчета и его форма
- •1.8.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.8.3. Порядок выполнения работы
- •1.8.4. Содержание отчета и его форма
- •1.9.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.9.3. Порядок выполнения работы
- •1.9.4. Содержание отчета и его форма
- •1.10. Лабораторная работа №10. Определение коэффициента местных сопротивлений
- •1.10.1. Теоретические основы
- •1.10.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.10.3. Порядок выполнения работы
- •1.10.4. Содержание отчета и его форма
- •1.11. Лабораторная работа №11. Тарирование расходной шайбы
- •1.11.1. Теоретические основы
- •1.11.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.11.3. Порядок выполнения работы
- •1.11.4. Содержание отчета и его форма
- •1.12. Тестовые вопросы и задания
- •2. Контрольные работы
- •2.1. Динамика рабочих сред в регулирующих устройствах гидравлических и пневматических систем
- •2.1.1. Пример решения задачи
- •2.1.2. Задача № 1 для самостоятельного решения
- •2.1.3. Задача № 2 для самостоятельного решения
- •2.2. Ламинарное движение жидкости в специальных технических системах
- •2.2.1. Примеры решения типовых задач
- •При одновременном учете влияния давления и температуры
- •2.2.2. Задача № 3 для самостоятельного решения
- •2.2.3. Задача № 4 для самостоятельного решения
- •2.3. Гидропневматические приводы технических систем
- •2.3.1. Пример решения задачи
- •2.3.2. Задача № 5 для самостоятельного решения
- •2.3.3. Задача № 6 для самостоятельного решения
- •3. Курсовая работа
- •3.1. Тематика и содержание курсовой работы
- •3.2. Общие правила оформления курсовой работы
- •3.3. Методика гидравлического расчета сложных трубопроводных систем
- •3.4.2 Гидравлический расчет приводов главного движения протяжных станков
- •3.5.1. Структура и принцип действия гидравлического привода протяжного станка 7534
- •3.5.3. Расчет гидродинамических параметров протяжного станка при выполнении операции протягивания (рабочего хода)
- •3.5.4. Расчет гидродинамических параметров протяжного станка при выполнении операции холостого хода протяжки
- •3.5.5. Расчет гидродинамических параметров протяжного станка при выполнении операции отвода протяжки из рабочей зоны
- •3.5.6. Расчет теплообменника
- •Заключение
- •Библиографический список
- •12. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам: учеб. Пособие/ под ред. Б.Б. Некрасова.- м.:Высш. Шк., 1989. - 245 с.
- •13. Бутаев д.А. И др. Сборник задач по машиностроительной гидравлике: учеб. Пособие/под ред. И.И. Куколевского и л.Г. Подвивза.- м.: Машиностроение, 1981. - 484 с.
- •20. Киселев п.Г. И др. Справочник по гидравлическим расчетам: учебное пособие. - м.: Энергия, 1972. – 312 с.
- •Оглавление
- •Гоувпо «Воронежский государственный технический университет»
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.7.4. Содержание отчета и его форма
Отчет должен содержать описание прибора Д. Бернулли (рис. 12), теоретические основы расходомеров постоянного перепада давления и формулы, необходимые для выполнения данной работы, а также графические изображения зависимостей и . Результаты замеров и вычислений вносят в отчет в виде таблицы 8.
Таблица 8
Результаты замеров и вычислений
№ п/п |
дел. |
|
|
дел. |
|
|
1. |
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
1.8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ
УРАВНЕНИЯ Д. БЕРНУЛЛИ. ПОСТРОЕНИЕ
НАПОРНОЙ И ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОЙ ЛИНИЙ
Цель работы - наглядная иллюстрация уравнения Д. Бернулли.
Содержание работы - экспериментальное определение и изучение составляющих полного напора потока и их взаимосвязи при движении жидкости по трубопроводу, построение пьезометрической и напорной линий.
1.8.1. Теоретические основы
Основным уравнением гидродинамики является уравнение Д. Бернулли, устанавливающее взаимосвязь между давлением в жидкости и скоростью ее движения.
Уравнение Д.Бернулли, записанное для двух произвольно взятых сечений элементарной струйки (скорости в различных точках сечения элементарной струйки одинаковы, а сама струйка с течением времени не изменяет своей формы) идеальной несжимаемой жидкости, имеет вид
( 8.1 )
где Z - геометрическая высота или геометрический напор;
- пьезометрическая высота или пьезометрический напор;
- скоростная высота или скоростной напор.
Термин «высота» применяется при геометрической, а «напор» - при энергетической интерпретации уравнения Д. Бернулли.
Трехчлен вида
называют полным напором, под которым понимают удельную энергию жидкости, отнесенную к единице силы тяжести. Первые два члена представляют собой удельную потенциальную энергию жидкости, а третий член - удельную кинетическую энергию.
Энергетический смысл уравнения Д. Бернулли заключается в том, что для элементарной струйки идеальной жидкости полный напор, т.е. сумма геометрического, пьезометрического и скоростного напоров, есть величина постоянная во всех ее сечениях, т.е.
.
Таким образом, уравнение Д. Бернулли выражает закон сохранения механической энергии движущейся жидкости, которая может иметь три формы: энергия положения, энергия давления и кинетическая энергия.
С геометрической точки зрения уравнение Д. Бернулли может быть сформулировано так: для элементарной струйки идеальной жидкости сумма трех высот - геометрической, пьезометрической и скоростной, есть величина постоянная вдоль струйки. При этом члены уравнения Д. Бернулли имеют следующий физический смысл:
Z - расстояние от произвольно выбранной горизонтальной плоскости сравнения до центра тяжести рассматриваемого сечения (в данной лабораторной работе трубопровод расположен горизонтально, поэтому плоскость сравнения может проходить через ось трубопровода, и тогда соответственно Z = 0).
пьезометрическая высота такого столба жидкости, который у своего основания создает давление P, равное давлению в рассматриваемом сечении элементарной струйки.
высота, с которой должно упасть в пустоте тело, чтобы приобрести скорость U.
При геометрической интерпретации уравнения Д. Бернулли вводится понятие пьезометрической и напорной линий. Линия, соединяющая сумму отрезков ( ), называется пьезометрической линией. Линия, соединяющая сумму отрезков ( ), называется напорной линией (для идеальной жидкости это горизонтальная линия).
Если вместо идеальной жидкости рассматривать жидкость реальную (вязкую), в которой при движении происходят потери на сопротивления, то уравнение Д. Бернулли для двух сечений элементарной струйки реальной жидкости имеет вид
( 8.2 )
где потеря напора между рассматриваемыми сечениями струйки 1 и 2, включающая в себя потери напора на преодоление сил трения ( ) и потери напора на местных сопротивлениях ( ), т.е.
При переходе от элементарной струйки к потоку реальной (вязкой) жидкости, имеющему конечные размеры и ограниченному стенками, необходимо учесть неравномерность распределения скоростей по сечению, а также потери энергии.
Уравнение Д. Бернулли для потока реальной жидкости имеет вид
( 8.3 )
Здесь коэффициент Кориолиса или коэффициент кинетической энергии; соответственно, средние значения скоростей потока в сечениях 1 и 2.
Коэффициент Кориолиса представляет собой отношение действительной кинетической энергии потока в данном сечении к величине кинетической энергии, вычисленной по средней скорости, и зависит от степени неравномерности распределения скоростей в поперечном сечении потока. Для ламинарного (слоистого) режима течения жидкости для турбулентного (вихревого) режима течения жидкости При движении жидкости в круглой трубе критерием смены режимов является число Рейнольдса где V - средняя скорость движения жидкости в трубе диаметром d; кинематический коэффициент вязкости жидкости. При значениях в большинстве случаев режим движения жидкости ламинарный. При считают режим движения жидкости турбулентным (хотя в диапазоне имеет место переходный режим, характерный как для ламинарного, так и для турбулентного движения).
Член в уравнении (8.3) учитывает потери напора на преодоление сопротивлений движению жидкости между двумя сечениями потока. Таким образом, уравнение Д. Бернулли свидетельствует о том, что по длине потока реальной жидкости полный напор уменьшается на величину потерь. Кроме того, по длине потока с увеличением скорости уменьшается давление (пьезометрический напор) и наоборот, с увеличением давления скорости уменьшаются.
Необходимо помнить, что существуют три основных условия применимости уравнения Д. Бернулли:
1. Движение жидкости должно быть установившимся.
2. Расход между двумя рассматриваемыми сечениями должен быть постоянным.
3. Движение жидкости в сечениях должно быть параллельно-струйным.
Уравнение Д. Бернулли может быть изображено графически. Для этого по оси абсцисс откладывают расстояние между сечениями трубопровода, а по оси ординат - значения соответствующих напоров для этих же сечений. Обычно, чтобы иметь полную характеристику трубопровода, строят пьезометрическую линию, соединяющую сумму отрезков ( ), и напорную линию, соединяющую сумму отрезков ( ).
Расстояние от пьезометрической линии до плоскости сравнения указывает в каждом сечении потока величину пьезометрического напора, а расстояния от линии полного напора до плоскости сравнения дают значения гидравлического напора в соответствующих сечениях трубопровода.
График полного напора является нисходящей линией, так как часть напора затрачивается на преодоление сопротивлений движению. Пьезометрическая линия может и повышаться и понижаться.
При равномерном движении, т.е. когда средняя скорость на рассматриваемом участке во всех сечениях одинакова, напорная и пьезометрическая линии представляют собой взаимно параллельные прямые.