Определение режима движения жидкости

Лабораторная работа №1

Определение гидростатического давления

Цель работы: Определить цену деления стрелочного манометра в атмосферах, Н/м², Па, мм. рт. ст., учитывая, что манометр имеет сто элементарных делений.

Определить плотность второй жидкости, считая, что в левом дифференциальном пьезометре – вода.

Схема установки:

Перечень измерительных приборов: манометр, линейка

Расчетные формулы: ; ;

Таблица результатов:

№ изм.	Показания манометра	Высота жидкости (вода) h1, м.	Высота жидкости h2, м	Цена деления манометра, Па	Цена деления манометра, Н/м2	Цена деления манометра, атм.	Цена деления манометра, мм рт.ст.	Плотность второй жидкости , кг/м3
		3,6	1,4			0,01200	8,82
	43,5		2,0			0,01196	8,79
	67,0	8,0	3,3			0,01194	8,78

Средние значения цены деления и плотности второй жидкости:

Цена деления _ср = 1174 Па = 1174 Н/м² = 0,01197 атм.=8,8 мм рт.ст.

Средняя плотность второй жидкости _ср = 2531 кг/м³

Лабораторная работа №2

Определение плотности несмешиваемых жидкостей в сообщающихся сосудах

Цель работы: Определить плотности двух несмешивающихся жидкостей №1 и №2, считая, что вторая жидкость в сообщающемся сосуде – вода.

Схема установки:

Перечень измерительных приборов: линейка

Расчетные формулы:

Ход работы:

опыт 1.

Показания:

первый сосуд

h_в = 11,2

h_ж = 7,4

второй сосуд

h_в = 4

h_ж = 6

Расчет: первый сосуд

r_ж = 1000×11,2/7,4 = 1514

второй сосуд

r_ж = 1000×4/6 = 667

опыт 2.

Показания:

первый сосуд

h_в = 20,8

h_ж = 13,8

второй сосуд

h_в = 7,5

h_ж = 11,2

Расчет: первый сосуд

r_ж = 1000×20,8/13,8 = 1507

второй сосуд

r_ж = 1000×7,5/11,2 = 669

опыт 3.

Показания:

первый сосуд

h_в = 32,1

h_ж = 21,2

второй сосуд

h_в = 12,9

h_ж = 19,2

 

Расчет: первый сосуд

r_ж = 1000×32,1/21,2 = 1514

второй сосуд

r_ж = 1000×12,9/19,2 = 672

Средние значения:

первый сосуд

r_ж = (1514+1507+1514)/3 = 1512

второй сосуд

r_ж = (667+669+672)/3 = 669

 

Лабораторная работа №4

Сила давления жидкости на плоскую поверхность

Цель работы: Определить силы суммарного давления воды на плоскую стенку.

Рассчитать положение центра давления.

Построить эпюру давления и вычислить ее объем.

Схема установки:

Перечень измерительных приборов: линейка

Расчетные формулы: ; ;

Ход работы:

mn = 90 мм, od = 55 мм, a = 95 мм, r = 1000 кг/м³, S = 127,5 см², a = 45°, G₁ = 16,25 Н, G_кр = 1,25 Н.

Вычислим теоретическую глубину погружения центра тяжести крышки в момент открытия:

;

;

Определим экспериментально глубину погружения центра тяжести крышки в момент открытия:

опыт 1.

Показания:

H₁ = 254 мм

Расчет: h_c = 254–(90+95/2) = 116,5мм;

опыт 2.

Показания:

H₁ = 262 мм

Расчет: h_c = 262–(90+95/2) = 124,5 мм;

опыт 3.

Показания:

H₁ = 271 мм

Расчет: h_c = 271–(90+95/2) = 133,5 мм;

 

 

Найдем среднее значение H и h_c:

H_ср = (254+262+271)/3 = 262,3мм, т.е. 0,2623м.

h_{c ср} = (116,5+124,5+133,5)/3 = 124, 8 мм, т.е 0,1248 м.

Найдем ошибку измерения h_c:

E_h = (0,1248-0,117)/0,117×100% = 6,67%

Полученная ошибка менее 10%, т.о. она находится в допустимых пределах.

Определим силу давления жидкости на крышку затвора:

F = 1000×10×0,1248×0,01275 = 15,912 (Н)

Для построения эпюры давления найдем гидростатическое давление на верхней и нижней кромке:

p_в = 1000×10×(0,2623–0,09–0,095) = 773 (Па)

p_н = 1000×10×(0,2623–0,09) = 1723 (Па)

 

Лабораторная работа №6

Построение напорной и пьезометрической линии для трубопровода сопротивления

Цель работы: Определить опытным путем потери давления на преодоление сопротивления по длине трубопровода и на участках с местными сопротивлениями.

Рассчитать коэффициенты местных потерь и коэффициенты Дарси.

Построить напорные и пьезометрические линии.

Схема установки:

Перечень измерительных приборов: пьезометр, ротаметр.

Расчетные формулы: , где ;

; ;

Ход работы:

Дано: d₁ = 26×10^-3 м, d₂ = 16×10^-3 м, g = 9,81 м/с²

опыт.

Показания пьезометров:

h₁ = 142,5cм

h₂ = 142,3 cм

h₃ = 142 cм

h₄ = 141,4 cм

h₅ = 139,5 cм

h₆ = 138,7 cм

h₇ = 139,8 cм

h₈ = 138,8 cм

h₉ = 132 cм

Параметры	Номер сечения
h = p/rg, м	1,425	1,423	1,42	1,414	1,395	1,387	1,398	1,388	1,320
Q, м3/с	9,05×10-5
u, м/с	0,17	0,17	0,45	0,45	0,45	0,45	0,17	0,17	0,45
u2/2g, ×10-3 м	1,47	1,47	10,32	10,32	10,32	10,32	1,47	1,47	10,32

 

Величина	Участок
1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9
L, м	1,07	-	0,64	-	0,44	-	1,17	-
d, ×10-3 м		26®16				16®26		26®16
hдл, м	0,002	-	0,006	-	0,008	-	0,01	-
hм,×10-3 м	-	5,85	-		-	2,15	-	59,15
l×10-5	3,3	-	1,45	-	2,82	-	15,11	-
xм		0,57		1,84		1,46		5,73

Лабораторная работа №7

Определение режима движения жидкости

Цель работы: Понаблюдать за различными режимами движения жидкости в трубе и определить число Рейнольдса.

Схема установки:

Перечень измерительных приборов: секундомер

Расчетные формулы: ; ; ;

Ход работы:

опыт 1.

Показания:

d = 26 мм

t_в = 21°C

V = 1,25 л

t = 46,58 с

Расчет: Q = 1,25×10^-3 / 46,58 = 0,027×10^-3 (м³/с)

Найдем площадь живого сечения потока:

; т.о. S = 3,14×0,026²/4 = 0,53×10^-3 (м²)

u = 0,027×10^-3/0,53×10^-3 = 0,051 (м/с)

Температура воды равна 21°C, поэтому кинематический коэффициент вязкости n равен 0,0101 см²/с (0,101×10^-5 м²/с)

R_e =0,051×0,026/0,101×10^-5 = 1313

опыт 2.

Показания:

d = 26 мм

t_в = 20°C

V = 1,25 л

t = 3,125 с

Расчет: Q = 1,25×10^-3 / 3,125 = 0,4×10^-3 (м³/с)

Найдем площадь живого сечения потока:

; т.о. S = 3,14×0,026²/4 = 0,53×10^-3 (м²)

u = 0,4×10^-3/0,53×10^-3 = 0,755 (м/с)

Температура воды равна 20°C, поэтому кинематический коэффициент вязкости n равен 0,0101 см²/с (0,101×10^-5 м²/с)

R_e =0,755×0,026/0,101×10^-5 = 19435,6

 

№	Результаты наблюдений	Вычисленные величины
Режим	d, м	V, м3	t, с	t, °C	S, м2	Q, м3/с	u, м/с	n, м2/с	Re
	лам.	0,026	1,25×10-3	46,29		0,53×10-3	0,027×10-3	0,051	0,101×10-5
	турб.	0,026	1,25×10-3	3,125		0,53×10-3	0,4×10-3	0,755	0,101×10-5	19435,6

 

Лабораторная работа №8

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: