ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Авторы: В. А. Кулагин, А. С. Криволуцкий, С. В. Комонов

Гидрогазодинамика

Лабораторный практикум

Красноярск

2009

В настоящем издании изложены теоретические основы гидравлического экспериментирования и моделирования, а также принципы действия и устройство измерительной аппаратуры, описаны методы и техника характерных гидравлических экспериментов и испытаний гидравлических машин, приведены материалы, необходимые для оценки точности экспериментов.

Предназначено для подготовки бакалавров техники и технологии, обучающихся по направлению 140100.62 – Теплоэнергетика и теплотехника.

Оглавление

Введение 4

Правила выполнения учебных лабораторных работ 4

Общие правила техники безопасности 5

Методы исследования в гидравлике… 5

Классификация и основные параметры насосов… 8

Точность приборов… 10

Погрешность измерений… 11

Модуль 1. Общие законы и уравнения статики и динамики жидкостей и газов 13

Лабораторная работа 1. Изучение физических свойств жидкости 13

Лабораторная работа 2. Измерение давления 19

Лабораторная работа 3. Измерение гидростатического давления 28

Лабораторная работа 4. Экспериментальное изучение уравнения Бернулли. 37

Лабораторная работа 5. Изучение структуры потоков жидкости. 48

Лабораторная работа 6. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. 51

Лабораторная работа 7. Определение коэффициента сопротивления прямой водопроводной трубы. 57

Лабораторная работа 8. Определение коэффициентов местных сопротивлений 66

Модуль 2. Двухфазные потоки жидкости и газа 73

Лабораторная работа 9. Определение коэффициента расхода и тарировка трубы Вентури 73

Лабораторная работа 10. Определение коэффициента сжатия, расхода, скорости, сопротивления для малого отверстия в тонкой стенке. 80

Лабораторная работа 11. Определение коэффициента расхода при истечении жидкости через насадки 86

Лабораторная работа 12. Изучение циркуляционного обтекания тел с помощью ЭГДА. 91

Лабораторная работа 13. Кавитационные испытания центробежного насоса. 97

Лабораторная работа 14. Испытание центробежных насосов при параллельном и последовательном включении их в одну сеть трубопроводов 105

Лабораторная работа 15. Энергетические испытания шестеренного насоса. 114

Лабораторная работа 16. Кавитационные испытания шестеренного насоса. 119

Заключение … 125

Библиографический список 125

Введение

Дисциплина «Гидрогазодинамика» является базовой при подготовке бакалавра, обучающегося по направлению 140100.62 – Теплоэнергетика и теплотехника. Изучение этой дисциплины требует не только усвоения теоретических основ, но и овладения методикой постановки и проведения эксперимента.

Целью настоящего лабораторного практикума является помощь студентам в подготовке и проведении цикла лабораторных работ по курсу «Гидрогазодинамика». Лабораторные работы составлены таким образом, чтобы опыты могли быть проведены студентами самостоятельно.

Правила выполнения учебных лабораторных работ

Лабораторные работы выполняются по предварительно составленному расписанию, в котором указан срок проведения каждой работы.

Студенты, пропустившие занятия в лаборатории, выполняют работу совместно со студентами очно-заочной или заочной форм обучения или по особому дополнительному расписанию в конце семестра.

1. До начала выполнения лабораторной работы каждый студент должен изучить ее описание (изложенное в настоящем практикуме) и сдать преподавателю коллоквиум по теоретическим вопросам, относящимся к данной работе.

2. Каждую работу выполняют группой в составе 5–8 студентов под руководством преподавателя или старшего лаборанта.

3. Результаты измерений студенты заносят в бланк, предварительно ими изготовленный.

4. По окончании лабораторных занятий результаты измерений предъявляют преподавателю для визирования.

5. К началу следующего лабораторного занятия сдают преподавателю законченный отчет по выполненной работе.

Отчет по лабораторной работе студент должен защитить и получить зачет. После защиты последней (в данном семестре) лабораторной работы преподаватель проставляет студенту общий зачет (без повторного опроса по уже принятым ранее отчетам), являющийся одновременно допуском к экзамену (или зачетом по теоретическому курсу).

Отчеты по лабораторным работам представляются в виде машинописного текста, оформленного в соответствии с общими требованиями, изложенными в СТП 01-2007 и должны содержать:

а) конспект по теории данного вопроса;

б) схему установки;

в) данные наблюдений в табличной форме;

г) результаты численных расчетов по данным наблюдений в табличной форме;

д) графики с кривыми, выражающими результаты измерений;

е) основные выводы и анализ возможных ошибок.

6. При составлении таблиц необходимо:

а) указать номер работы;

б) все величины указать в системе СИ. Для этого рекомендуются следующие соотношения:

Сила 1Н = 0,102 кгс.

Давление 1Па = 0,102∙10^-4 кгс/см².

Плотность 1 кг/м³ = 0,102 кгс/м³.

Динамическая вязкость 1 Па∙с = 0,102 кгс∙с²/м⁴.

Мощность 1Вт = 0,102 кгс∙м/с.

Ошибки студентов при обработке опытных данных чаще всего происходят из-за несоответствия размерности величин, подставленных в формулы.

7. На каждом графике обозначают:

а) номер работы;

б) название опыта;

в) выяснение обозначения нанесенных точек;

г) опытные точки наносят на график особыми значками (точками, кружками, квадратами и т.д.)%;

д) фамилию, инициалы студента и номер группы, если график не прикреплен ук отчету.

После зачета протокол остается на кафедре.