- •9.2. Лабораторный практикум по гидравлике введение
- •Изучение физических свойств жидкости
- •1.2. Описание приборов
- •1.3. Порядок выполнения работы
- •1.3.1. Определение коэффициента теплового расширении термометрической жидкости.
- •1.3.2. Определение плотности и концентрации раствора
- •1.3.3. Определение вязкости водно - глицеринового раствора
- •1.3.4. Определение вида масла
- •1.3.5. Определение вязкости и поверхностного натяжения воды.
- •2.1. Общие сведения.
- •2.2.Описание устройства
- •2.3.Порядок выполнения работы
- •Работа№з. Изучение режимов движения жидкости
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Описание устройства
- •3.3.Порядок выполнения работы
- •Работа №4. Опытная проверка уравнения бернулли
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Описание устройства
- •4.3 Порядок выполнения работы.
- •Работа№5. Определение потерь напора по длине
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Порядок выполнения работы
- •Работа №6. Определение местных потерь напора
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Порядок выполнения работы.
- •Работал№7. Исследование истечения жидкости через отверстия и насадки.
- •7.1. Общие сведения.
- •7.2. Описание устройства.
- •7.3. Порядок выполнения работы.
9.2. Лабораторный практикум по гидравлике введение
Целью проведения лабораторных работ по гидравлике является усвоение и закрепление теоретических знаний, выявление физической сущности гидравлических явлений и опытное подтверждение их закономерностей, проверка значений эмпирических коэффициентов в теоретических зависимостях, а также приобретение навыков по самостоятельному проведению и обработке результатов гидравлических исследований.
Практикум включает описание 7 основных лабораторных работ по общему курсу гидравлики. В нем приводятся основные теоретические сведения, содержание и порядок выполнения работ на комплекте учебно-лабораторных устройств "Капелька", разработанных в Томском Инженерно-строительном институте. Устройства комплекта отличаются от традиционных гидравлических установок большей наглядностью, простотой конструкции, бесшумностью и надежностью в эксплуатации, поскольку они не имеют движущихся деталей, не требуют затрат воды и электроэнергии на создание потока жидкости. Предлагаемый комплект не нуждается в техническом обслуживании и привлечении к выполнению работ учебно-вспомогательного персонала, позволяет интенсифицировать процесс обучения за счет уменьшения времени проведения опытов: для установления требуемого режима работы не нужны вспомогательные операции по запуску устройств и регулированию, достаточно его только наклонить или перевернуть.
РАБОТА№1
Изучение физических свойств жидкости
Цель работы: освоение техники измерения плотности, коэффициентов теплового расширения, вязкости и поверхностного натяжения жидкостей.
1.1. Общие сведения.
Жидкостью называют малосжимаемое физическое тело, изменяющее свою форму под действием весьма малых сил. Основные физические характеристики жидкости - плотность, сжимаем ость, тепловое расширение, вязкость и поверхностное натяжение.
Плотность определяется отношением массы т жидкости к ее объему W:
р = т/W
Сжимаемость - свойство жидкости уменьшать объем под действием давления. Она оценивается коэффициентом сжимаемости, показывающим относительное уменьшение объема жидкости W' при повышении давления Р на единицу:
Тепловое расширение - свойство жидкости изменять объем при нагревании - характеризуется коэффициентом теплового расширения , равным относительному приращению объема W с повышением температуры T на один градус при постоянном давлении:
(1.1)
Как правило, при нагревании объем жидкости увеличивается.
Вязкость - свойство жидкости сопротивляться относительному скольжению ее слоев. Она оценивается динамическим коэффициентом вязкости , который измеряется в паскаль - секундах (Па-с) и численно равен касательному напряжению между соседним и слоям и, если их относительная скорость перемещения численно совпадает с толщиной слоя. В гидравлических расчетах также используют кинематический коэффициент вязкости v, определяемый из формулы и измеряемый квадратными метрами на секунду (м2/с) и стоксам и (1Ст=1 /с).
Коэффициенты вязкости не зависят от скорости течения. Они определяются видом жидкости, давлением и температурой. С повышением давления вязкость несколько увеличивается, с возрастанием температуры существенно уменьшается. Кинематический коэффициент вязкости воды в см2/с при температуре Т(°С ) вычисляется по формуле
v=17,9/(1000+34T+0,22 ) (1.2)
Таблица 1.1.
Значения плотности p, коэффициентов сжимаемости , теплового расширения , вязкости v и поверхностного натяжения для некоторых жидкостей
Поверхностное натяжение - свойство жидкости образовывать поверхностный слой взаимно притягивающихся молекул. Поверхностное натяжение стремится сократить свободную поверхность жидкости и характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения равным силе на единице длины контура свободной поверхности.
Поверхностное натяжение определяется видом жидкости и газа над её свободной поверхностью, примесями и температурой. Зависимость коэффициента поверхностного натяжения от температуры Т( С) для воды, соприкасающийся с воздухом, имеет вид:
Основные физические параметры жидкостей при температуре 10 C0 и атмосферном давлении приведены в табл. 1.1.