2.Опис установки.

Установка для проведення лабораторних робіт складається з натискного баку (А), приймального баку (Б), насосу для перекачування рідини (Н), витратоміра (Р) та системи трубопроводів з запірними вентилями (В₁ –В₁₀) та U- подібними манометрами (М₁ – М₃).

Схема установки наведена на рис.1. На досліджуваних ділянках трубопроводів у спеціальних фіксаторах встановлені скляні трубки, що дозволяють спостерігати протікання рідини.

Вода з напірного баку А при відкритому вентилі В₁ подається через витратомір Р по котрому визначається витрата рідини, що протікає V за час τ та спрямовується у залежності від положення вентилів «відкрито» або «закрито», у відповідні скляні трубки.

Трубка між вентилями В₅ та В₈ служить для визначення режиму протікання рідини.

Трубка між вентилями В₄ та B₇ служить для визначення витрат тиску на тертя на прямій дільниці трубопроводу.

Трубка між вентилями В₃-B₆ служить для визначення витрат тиску при звуженні та розширенні трубопроводу.

Для визначення місцевого гідравлічного опору рідина подається по складному маршруту, що включає в себе коліна, вентилі, розширення і звуження. Зворотне перекачування рідини з баку Б у бак А здійснюється насосом Н.

3. Методика проведення лабораторних робіт та обробка результатів.

3.1. Визначення режиму протікання рідини.

При проведенні роботи відкриваються вентилі В₁ В₂, В₅, В₈ та В₁₀. У першому досліді вентилі відкриті повністю, що відповідає максимальним витратам. Решта вентилів знаходяться в положенні «закрито». Рідина з напірного баку А поступає у скляну трубку між вентилями В5 та B8 та стікає у приймальний бак Б. Після встановлення стаціонарного режиму протікання на витратомірі Р визначається витрата рідини, розраховується швидкість її протікання, величина критерію Рейнольдса та коефіцієнту тертя. Вимірювання проводиться при трьох витратах рідини у залежності від ступеню відкриття крану В5. Результати вимірювань заносяться у таблицю З.1.

3.2. Визначення витрат тиску на тертя.

При проведенні роботи відкрито вентилі В₁, В₂, В₄, B₇, B₉ та В₁₀ (у досліді №1 усі вентилі відкриті повністю, що відповідає максимальним витратам). Решта вентилів у положенні «закрито». Визначається експериментально витрати рідини, довжина та діаметр скляної трубки, показники манометру М₃, розраховується: швидкість протікання рідини у скляній трубці та коефіцієнт тертя (∆P_м0=0) Вимірювання проводяться при трьох різних швидкостях протікання рідини. Отримані результати заносяться таблицю

3.3. Визначення витрат тиску при звуженні та розширенні трубопроводів.

При проведенні роботи відкрито вентилі В1, В3, B6, B9 та B10 (у досліді №1 усі вентилі відкриті повністю, що відповідає максимальним витратам). Решта вентилів у положенні «закрито». Рідина протікає у просторі між вентилями В₃ та B6. Експериментально визначаються показники манометрів М₁ та М₂. При заданих діаметрах трубки розраховуються швидкості руху і розширювання рідини у трубці та розширенні та величний місцевого опору при звуженні та розширенні трубки. Величиною витрат на тертя зневажаємо, тобто L<d. Вимірювання проводяться при трьох різних швидкостях протікання рідини. Отримані результати заносяться в таблицю 3.

3.4. Визначення повного гідравлічного опору установки.

При проведенні роботи встановлюються максимальні витрати. Вентилі В₁, В₃, В₆, B₇, B₄, B₅, B₈, B₁₀ відкриті повністю, а вентилі В₃ та В₉ - закриті. Рідина рухається по контуру, проходячи послідовно трубку з розширенням та трубки між вентилями В₇-В₄ та В₅~В_д. За довідними даними визначаємо величину місцевих опорів вентилів, трійників Т та колін К, враховується повний опір розширення та звуження трубки (з роботи 3.3), повний опір ділянок скляної вузької та розширеної трубки (В₃-М₁, М₁-М₂, М₂-В₆), повний опір скляної трубки між вентилями В₄-В₇ (М₃) з роботи 3.2, розраховується повний опір скляної трубки між вентилями В₅-В₈ (дані з роботи 3.1, λ прийняти з роботи 3.2) та проводиться розрахунок повного опору установки. Вимірювання проводиться при трьох різних швидкостях протікання рідини. Отримані результати заносяться в таблицю 3.4.

3.5. Визначення характеристик насосу.

Робота проводиться при повністю закритих вентилях В1-В10. Відмічається рівень рідини у ємностях Б. Вмикається насос та визначається час перекачування рідини з ємності Б у ємність А. Перекачування триває доти, доки рівень рідини у ємності Б не зменшиться на висоту 1-2 см вище усисного патрубка. Розраховується об'єм перекачаної рідини, потужність насосу (Q), розвинений натиск (Q) та споживану потужність N з урахуванням ККД.

Рис. 1. Схема установки для проведення лабораторних робіт з гідравліки.

А, Б – натискний та приймальний баки, Н – насос, Р – витратомір, М₁ та М₃ – манометри, В₁ -В₁₀ – запірні вентилі, К₁ -К₅ – коліна, Т₁ -Т₂ – трійники.

Таблиця 1.

№ досліду

Внутрішній діаметр трубки, м.

Витрати рідини,м^3

Час витікання, с

Vc, м^3/с

ω, м/с

ρ кг/м^3

μ Паּс

Re

λ

Таблиця 2.

Потужність насосу, Вт	Об’єм пере- качаної рідини, м³	Час пере-качування, с	Швидкість протікання рідини, м/с	Повний натиск що розвиває насос, Па	Q, м³/с	N, Вт

Контрольні запитання.

1. Головні фізичні властивості рідин.

2. Які рідини звуться ньютонівськими та у чому їх відмінність від неньютонівських?

3. Чим визначається та у яких одиницях виражається густина?

4. Співвідношення між динамічними та кінетичними коефіцієнтами густини?

5. Як залежить густина від температури та тиску?

6. Як визначається густина сумішей неасоційованих рідин та газів?

7. Як визначається зв'язок між витратами рідини та швидкістю її руху?

8. Що таке еквівалентний діаметр та гідравлічний радіус?

9. На подолання яких витрат витрачається енергія при протіканні рідин по трубопроводам ?

10. Як визначається шерехатість труб?

11.Які існують види місцевих опорів?

12. Яка загальна форма залежності коефіцієнту тертя від критерію Рейнольдса?

13. Як записується і що визначає рівняння Берну лі?

14. Що визначає рівняння нерозривності струму?

15. Яке визначення головного рівняння гідростатики?

16. Як визначити тиск у будь-якій точці об'єму рідини?

17. Від яких параметрів залежить величина критерію Рейнольдса?

Лабораторна робота № 3

Визначення витрати енергії при механічному переміШу- ванні в рідкому середовищі.

Мета роботи:

1. Визначити витрати енергії на перемішування при різних режимах роботи мішалки.

2. Визначити залежність інтенсивності перемішування від числа обертів мішалки.

3. Вибрати оптимальний режим і конструкцію мішалки.