Укладач А.О.Нестеренко

Відповідальний за випуск О.В.Замицький

Рецензент Ю.П.Квятковська

У методичних вказівках наведено мету, послідовність проведення й обробки результатів при виконанні наступних лабораторних робіт: лабораторна робота №1 “Визначення в’язкості рідини”; лабораторна робота №2 “Вивчення приладів для вимірювання тиску”; лабораторна робота №3 “Дослідження відносного спокою рідини при рівномірному обертанні судини навколо її вертикальної осі”. Наведена послідовність виконання розрахунків, деякі теоретичні положення, таблиці для внесення експериментальних та розрахункових величин, указані літературні та довідкові джерела, послідовність оформлення, а також надано питання для самоконтролю.

Розглянуто Схвалено

на засіданні кафедри на вченій раді

теплоенергетики електротехнічного факультету

Протокол № 2 від 14.11.2010 р. Протокол № 2 від 29.12.2010 р.

Цілі виконання лабораторних робіт:

1.Закріпити теоретичні знання.

2.Допомогти студентам краще зрозуміти фізичну суть процесів, що відбуваються в гідросистемах.

3.Розвивати навички самостійно ставити і проводити експериментальні дослідження.

Експерименти є складовою частиною гідравлічних досліджень, а їх результати використовуються в гідравлічних розрахунках. Унаслідок великої складності процесів руху рідини, обмеженою твердими стінками ( у трубопроводах, каналах, елементах гідравлічних машин ), аналітичний розрахунок їх у даний час неможливий. Розрахунок і проектування машин базується на результатах експерименту.

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт складені з урахуванням того, що можливі випадки виконання їх до вивчення теоретичної частини курсу. Тому тут коротко викладені основні відомості з даного питання, рекомендується література і питання для самоконтролю. Це сприяє самостійній підготовці студента до проведення лабораторної роботи.

Перед виконанням лабораторної роботи студент повинен опрацювати рекомендовані розділи за літературними джерелами або за конспектом лекцій; ознайомитися з описом лабораторної роботи і методикою її проведення; заготовити бланки звіту з таблицями, до яких вноситимуться значення вимірюваних параметрів.

Студент допускається до проведення лабораторної роботи після опитування з теорії і змісту роботи, що дав позитивний результат.

Лабораторні роботи виконуються невеликими групами студентів, але кожен студент повинен брати особисту участь у всіх вимірювальних операціях.

Усі лабораторні установки і стенди включаються тільки викладачем, а роботи виконуються під його контролем.

Звіт повинен містити: найменування роботи; мету роботи; схему експериментальної установки; розрахункові формули; таблиці експериментальних і розрахункових величин; графіки отриманих залежностей; аналіз отриманих результатів і висновки.

Звіти з лабораторних робіт виконуються на листах формату А4. Рисунки і таблиці виконуються з використанням креслярського приладдя (рисунки «від руки» не допускаються). Звіти захищаються кожним студентом індивідуально. У кінці семестру всі звіти скріпляються в один альбом (додаток 1).

Під час виконання лабораторних робіт студент повинен дотримуватись обов’язкових вимог техніки безпеки.

Л і т е р а т у р а

1. Гейер В.Г., Дилин В.С., Борушевский А.Г., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод.- М.: Недра, 1981.

2. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидропривод. -М.: Машиностроение, 1982.

3. Большаков В.А., Попов В.Н. Гидравлика.- Киев: Высшая школа, 1989.

4. Повх И.Л. Техническая гидромеханика.- Л.: «Машиностроение», 1970.

5. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: «Машиностроение», 1972.

6. Методические указания по выполнению курсовой роботы «Расчет гидроустановок и аеродинамических элементов»- Кривой Рог: КТУ, кафедра теплоэнергетики, 1995.

7. Правила измерения расхода газов и жидкости стандартными сужающими устройствами РД 50-213-8.- М.: Издательство стандартов, 1982.

Лабораторна робота №1 Визначення в’язкості рідини

Мета роботи: визначити коефіцієнт в’язкості рідини віскозиметром Енглера.

Література: [ 1 ], стор. 8-12; [ 2 ], стор. 8-15; [ 3 ], стор.8-13.

Загальні положення

В’язкістю називають властивість рідини чинити опір відносно руху її частин. В’язкість рідини обумовлюється наявністю сил внутрішнього тертя, які виникають під час руху реальної рідини.

Сила внутрішнього тертя ( Т ), яка виникає між шарами рідини під час її руху, визначається за законом Ньютона-Петрова :

, ( 1.1 )

де S – площа дотику шарів рідини, м²;

du/dn – градієнт швидкості, який визначає зміну швидкості на одиницю товщини шару рідини, с^-1;

μ – абсолютна або динамічна в’язкість, Н·с/м² або Па·с.

В’язкість рідин оцінюється динамічною μ і кінематичною ν в’язкістю.

Динамічна в’язкість:

( 1.2 )

характеризує опір рідини зсуву.

При практичних розрахунках часто використовується кінематична в’язкість, м²/с:

, ( 1.3 )

де ρ – густина рідини, кг/м³.

В’язкість рідин залежить від температури; в’язкість краплинних рідин при підвищенні температури знижується, а в’язкість газів – зростає.

Експериментально в’язкість рідини визначається за допомогою приладів, які називаються віскозиметрами. Існують віскозиметри декількох типів.

Рис. 1.1. Схема віскозиметра Енглера

Для визначення в’язкості масел й інших рідин, які мають в’язкість більшу, ніж вода, застосовується віскозиметр Енглера (рис.1.1). Він складається з двох концентрично розташованих резервуарів 1 і 2. Внутрішній резервуар 1 має сферичне дно, у центрі якого вставлена трубка, що калібрується, і діаметр якої дорівнює 2,85 мм; через цю трубку витікає досліджувана рідина. Отвір трубки закривається загостреним на кінці стрижнем 4. На внутрішній поверхні резервуара 1 є три гачки 7, які показують, до якого рівня необхідно наливати досліджувану рідину. По цих же гачках за допомогою підйомних гвинтів 6 проводиться горизонтальна установка приладу. Простір між резервуарами 1 і 2 використовується як водяна ванна і заповнюється водою необхідної температури, якщо досліджується зміна в’язкості рідини при зміні її температури. Внутрішній резервуар 1 закривається порожнистою кришкою 8, у якій кріпиться термометр 9 для вимірювання температури досліджуваної рідини.

Послідовність виконання роботи

1. Зняти кришку 8 віскозиметра і протерти внутрішню поверхню резервуара 1 і трубки 3.

2. Вставити в отвір трубки 3 стрижень 4. У резервуар 1 налити досліджуваної рідини так, щоб її вільна поверхня трохи покривала вістря гачків 7. При цьому об’єм рідини складе приблизно 240 см³.

3. Закрити кришкою 8 резервуар 1.

4. Під трубку 3 підставити мірну колбу 5.

5. Притримуючи кришку віскозиметра, підвести стрижень 4 і одночасно включити секундомір.

6. Коли рівень рідини, яка витікає досягне відмітки 200 см³ у колбі 5, секундомір вимкнути. Отриманий час витікання рідини в секундах записати в табл. 1.1.

Щоб підвищити точність вимірювань, час витікання 200 см³ досліджу- ваної рідини визначають 3-4 рази.

Обробка результатів вимірювань

1.За допомогою віскозиметра Енглера в’язкість рідини визначається в умовних градусах Енглера ( ˚Е ), як відношення часу витікання 200см³ досліджуваної рідини (t _p) до часу витікання (t ₀) такої ж кількості води :

, ( 1.4 )

Час витікання 200 см³ води при температурі 20 ˚С : t₀=50 c.

Перехід від в’язкості в градусах Енглера до кінематичної в’язкості виконується за формулою Уббелоде, м²/с :

( 1.5 )

2. За формулою ( 1.3 ) підраховують динамічну в’язкість.

Примітка: густина досліджуваної рідини : ρ = 860 кг/м³.

3. Усі результати вимірювань і обчислень заносять у табл. 1.1

Таблиця 1.1

Таблиця експериментальних і розрахункових величин

Номер досліду	Температура рідини, ˚С	Час витікання досліджуваної рідини, tр , сек	В’язкість рідини, ˚Е	В’язкість
				Кінематична, ν, м^2/сек	Динамічна, μ, Н·сек/м^2
1
2
3
Середнє значення