Література

1. Антоненко Є.І. Гідравліка та гідравлічні машини. - К.: Вища школа, 1982. - С. 14-17.

2. Гетта В.Г. Гідравліка та гідравлічні машини – Чернігів: 2007. – 320 с.

3. Дробнис В.Ф. Гидравлика и гидравлические машиньї. - М: Просвещение, 1987. -С. 18-21.

4. Справочник по гидравлике / Под ред. В.А. Большакова. - К.: Вища школа, 1984. -С. 14; 20-21.

Лабораторна робота №3

Вивчення режимів руху рідини

Мета роботи: Ознайомитись з режимами руху рідини та навчитись визначати число Рейнольдса.

При виконанні роботи треба отримати такі знання та уміння:

Знання:

- режими руху рідини;

- сутність числа Рейнольдса.

Уміння:

- користуючись установкою типу ГД-4;

- визначати критерії Рейнольдса, які відповідають встановленим режимам руху рідини.

Обладнання та інструменти: Лабораторна установка типу ГД-4, лабораторний термометр, секундомір.

Короткі теоретичні відомості

Дослідження показали, що рідина, в залежності від умов, може рухатись або в ламінарному, або в турбулентному режимі.

Ламінарний – це такий режим, при якому частинки рідини переміщаються окремими струмінками, шарами, траєкторії яких не перетинаються ( від лат «lamina» – пластинка, полоска).

Турбулентний – це такий режим, при якому спостерігається завихрення струминок, шари рідини постійно змішуються між собою.

Перехід від одного режиму до іншого залежить від умов руху рідини – швидкості переміщення, в’язкості, діаметру труби, її шорсткості.

Для характеристики режиму руху рідини О. Рейнольдсом був введений параметр Re, який враховує перелічені вище фактори. Він отримав назву число Рейнольдса:

, де – середня швидкість потоку, м/с;

– діаметр труби, м;

– кінематичний коефіцієнт в’язкості.

Для труби повністю заповненої рідиною замість R беруть внутрішній діаметр труби d.

Середня швидкість потоку υ визначається з рівняння неперервності руху рідини: Q =

де Q – витрата рідини за одиницю часу.

Значення числа Рейнольдса при якому ламінарний рух рідини переходить в турбулентний називають критичним, Rе_кр. Як показали дослідження Rе_кр = 2300. Однак складність врахування всіх факторів, які впливають на рухому рідину, зумовлює певні відхилення від зазначеного Rе_кр – воно може коливатися від 2000 до 12000. Проте при розрахунках зазвичай користуються Rе_кр =2300.

Якщо переріз потоку рідини не круглий, то Rе_кр. знаходять користуючись величиною, яка називається гідравлічним радіусом R.

Гідравлічний радіус визначається як співвідношення площі живого перерізу потоку S до змоченого периметру χ:

Так для труби

Тоді d=4R, а

Рис.3.1

Режими руху рідини можна спостерігати на дослідах. При невеликих швидкостях потоку підфарбована рідина рухається чітко виділеними струминками, не змішуючись з потоком не підфарбованої рідини. При підвищенні швидкості течії підфарбована струминка починає коливатися і приймає кривоподібний вигляд. Потім на окремих її ділянках починають з’являтись розриви. Струминка втрачає чітку форму і при певній швидкості потоку повністю розривається – окремі частинки фарби перемішуються, підфарбовуючи всю рідину. Траєкторія руху частинок стає завихреною.