Методички по лабораторным работам / Лаб. раб. - II / Лаб. раб. - II

Лабораторная работа № 1.

Экспериментальное подтверждение закона Паскаля.

Цель: экспериментально подтвердить закон Паскаля.

Обработка опытных данных.

№Опыта	H, m	P1, kПа	P2, кПа	Р3, кПа	t, c
1	1	0,45	0	0	---
2	2,8	22,5	0,65	0	---
3	3,5	30	12,8	0	---
4	3,5	48,5	32,2	19	10
5	3,5	68	51	38	20

Вывод: в ходе проведения эксперимента выявили, что давление жидкости возрастает по высоте столбца и зависит от давления на внешней поверхности жидкости, т. к. давления Р₁, Р₂, Р₃ изменяются на одинаковой высоте, при h₀ = const, с учётом внешнего воздействия, закон Паскаля получил практическое подтверждение.

Лабораторная работа №2

Определение слагаемых уравнения Бернулли.

Цель: определение опытным путём слагаемых уравнения Бернулли при установившемся неравномерном движении жидкости в напорном трубопроводе.

Схема экспериментальной установки.

Порядок выполнения работы.

1. наполнить установку водой;

2. установить открытие вентиля;

3. снять показания пьезометров и скоростных трубок в двух сечения и замерить расход;

4. вычислить слагаемые уравнения Бернулли, необходимые для построения напорной и пьезометрической линий.

Обработка опытных данных.

Пьезометры	Н.см
1	179,7
2	161
Напорные трубки
1	184,5
2	183,8

W=50 л, t=83,33; A=60

Запишем уравнение Бернулли:

где - скорость потока;

z- Геометрический напор.

==97,45;

;

h1=hct-h1*=184.9-184.2=0.7

h2=hct-h2*=184.9-181.3=3.6

p1=pa+γ(za-z)=0.98·10^5+9800(184.2-70)=1119160+0.98·10^5=1096776.8=1.097 МПа

p2=pa+γ(za-z)= 0.98·10^5+9800(181.3-50)=1286740+0.98·10^5=1384740=1.38 МПа

;

Вывод: определили опытным путём слагаемые уравнения Бернулли при установившемся неравномерном движении жидкости в напорном трубопроводе.

Лабораторная работа №3.

Иллюстрация ламинарного и турбулентного режимов

Цель: Убедится на опыте в существовании ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости и правомерности критерия Рейнольдса для их оценки. Экспериментально выявить закон гидравлического сопротивления для ламинарного и турбулентного режимов движения.

Схема экспериментальной установки.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомится со схемой и устройством лабораторной установки, и занести её в протокол.

2. Настроить установку на параметры заданные преподавателем или произвольно из меню.

3. Подготовить установку к работе через меню =ВЫПОЛЕНИЕ РАБОТЫ=

4. Установить открытие регулирующего крана, включить пуск краски и по виду её размыва оценить режим движения жидкости. Занести в таблицу объём жидкости в первом баке, время наполнения, диаметр трубы, кинематический коэффициент вязкости. Изменяя открытие крана и подкрашивая поток установить режим движения, противоположный начальному, внести в протокол соответствующие параметры.

5. Вычислить число Рейнольдса и сделать заключение по проведённому эксперименту.

Обработка опытных данных.

№ п/п	Степень открытия крана, А	ho, m	t, c	Расход, W, cm³	Re
1.	0.2	3.75	150.82	5138.4	803.7
2.	0,3	9,57	113,43	5797	1205.624
3.	0,5	23,4	76,23	6493,1	2009.4
4.	0,8	53,4	50,82	6925,5	3214.8
5.	1	78.9	41.77	7115.1	4018.4

L=100 cm; D=2 cm; ν=0.027 cm²/c; T=15 ºc

Вывод: В результате проведенных замеров можно сделать вывод что при увеличении степени закрытии крана, т.е. преднамеренном увеличении расхода и скорости потока число Рейнольдса увеличивается следовательно поток турбулезируется это подтверждается визуально.

Лабораторная работа №4.

Гидравлическое сопротивление в напорном трубопроводе.

Цель: Определение опытным путём коэффициента гидравлического трения и коэффициентов потерь в местных сопротивлениях при установившемся движении жидкости в напорном трубопроводе.

Схема экспериментальной установки.

Порядок выполнения работы.

1. Наполнить установку водой.

2. Установить открытие вентиля.

3. Снять показания всех пьезометров и замерить расход.

4. Для участков 5-6 и 8-9 определить коэффициенты местных сопротивлений.

5. Для участков 9-10, 11-12 и 13-14 вычислить коэффициенты гидравлического трения.

6. Определить коэффициенты местных сопротивлений: внезапное сужение и внезапное расширение.

№ уч-ка	Показание пьезометра	Коэффициент местных сопротивлений ζ	Коэффициенты гидравлического трения
			Внезапное сужение	Внезапное расширение
5	184,6	----	----	----
6	182,15	----	----	----
8	181,65	----	----	----
9	180,95	8,322	0,15	0,184
10	178,8
11	167,3	1,379
12	134,5
13	138,05	9,598
14	134,2

А=70; W=50л; t=37.48

Для участков 5-6 и 8-9 коэффициент местных сопротивлений :

5-6 : ζкол=1,036 для δ=90°

8-9: ζотв=

Для участков 9-10, 11-12 и 13-14 вычислить коэффициенты гидравлического трения:

Число Рейнольдса: Q=50/37.48=1.334 л/с

;

Определим коэффициент сопротивления трения

ζотв=

ζотв=

;

ζотв=

ζрасш1= (1 - S1/S2)²=(1- D1/D2)²=0.184

ζрасш2= 0.5(1 – S2/S1) =0.5(1- D2/D1) =0.15

Вывод: В результате проведения лабораторной работы научились определять коэффициенты гидравлического трения и коэффициента потерь в местных сопротивлениях при установившемся движении. Установили, что

местное сопротивления, такие как внезапное расширение и сужение, повороты ведут к снижению давления и интенсивным потерям напора на участках трубопровода.

Лабораторная работа №5.

Изучение явления гидравлического удара.

Цель: Определение опытным путём величины ударного давления при прямом гидравлическом ударе и скорости распространении ударной волны.

Схема экспериментальной установки.

Порядок выполнения работы.

1. Наполнить установку водой.

2. Установить открытие вентиля.

3. Замерить расход, величину ударного давления и время распространения ударной волны.

Обработка опытных данных.

Расход: W=50 литров;

Степень открытия вентиля : A=70

Время: t=47.62

Время распространения ударной волны: t=0.0156 c;

Ударное давление: P=0.04 МПа

Скорость распространения ударной волны:

Вывод: В этой лабораторной работе определили величину ударного давления Р=0,04Па и скорость распространения, т.к. tзак<tф удар прямой.