Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Определение коэффициента теплового расширения жидкости




Леонардо да Винчи

 

ПРАКТИКУМ ПО ГИДРАВЛИКЕ

НА ПОРТАТИВНОЙ ЛАБОРАТОРИИ «КАПЕЛЬКА»

 

Методические указания к лабораторным работам

Издание второе, стереотипное

 

Составители Г.Д. Слабожанин, Д.Г. Слабожанин

 

 

 

 

Томск – 2006


Практикум по гидравлике на портативной лаборатории «Капелька». Методические указания к лабораторным работам / Г.Д. Слабожанин, Д.Г. Слабожанин. -Томск: Изд-во Томск. архит.-строит. ун-та, 2005.-30 с.

 

Рецензент к.ф.-м.н. А.В. Жуков

Редактор Т.С. Володина

 

Практикум рекомендован к изданию президиумом Научно-методического совета по ГИДРАВЛИКЕ при ГОСКОМОБРАЗОВАНИИ СССР 17 января 1991 г.

 

В указаниях приводятся основные теоретические сведения, содержание и порядок выполнения демонстраций и лабораторных работ по гидравлике (механике жидкости) на разработанной авторами портативной лаборатории «Капелька». Она заняла I место во Всесоюзном конкурсе учебной техники в 1990 г. и рекомендована Гособразованием к выпуску. И вот уже более пятисот учебных заведений имеют эту лабораторию и оценили мировой уровень технической новизны (патенты на изобретения 1721326, 1742655, 1728725) и ее преимущества по сравнению с аналогами: не имеет двигателей, насосов, вентилей; не требует подвода воды и электроэнергии; умещается в чемодане; удобна для лекционных демонстраций; экономит около 20 м2 лабораторных площадей и имеет низкую стоимость.

Методические указания предназначены для студентов строительных, технологических и механических специальностей.

 

Указания печатаются по решению методического семинара кафедры теплогазоснабжения №2 от 25.10.2004г.

Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе О.Г.Кумпяком.

С 01.01.2005

до 01.01.2009

 

Изд. Лиц. №021253 от 31.10.97. Подписано в печать_____________ Формат 60×90/16. Бумага офсет. Гарнитура Таймс. Печать офсет. Уч.–изд. л._____ Тираж экз. 500. Заказ № _____

 

 

Изд.-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

 
634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.
СОДЕРЖАНИЕ

1. Работа 1. Изучение физических свойств жидкости.  

 
2.

Работа 2. Изучение приборов для измерения давления …………………………………………………….  
3. Работа 3. Измерение гидростатического давления..  
4. Работа 4. Изучение структуры потоков жидкости...  
5. Работа 5. Определение режима течения …………...  
6. Работа 6. Иллюстрация уравнения Бернулли ……...  
7. Работа 7. Определение местных потерь напора …...  
8. Работа 8. Определение потерь напора по длине …..  

 

РАБОТА 1. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТИ

Цель работы. Освоение техники измерения плотности, теплового расширения, вязкости и поверхностного натяжения жидкостей.

 

Общие сведения

Жидкостью называют малосжимаемое тело, изменяющее свою форму под действием весьма малых сил. Основные характеристики жидкости - плотность, сжимаемость, тепловое расширение, вязкость и поверхностное натяжение.

Плотность - отношение массы m жидкости к её объему W: r = m/W.

Сжимаемость - свойство жидкости уменьшать объем под действием давления. Она оценивается коэффициентом сжимаемости bР, показывающим относительное уменьшение объема жидкости W при повышении давления р на единицу: bР = (DW/W) / Dр.

Тепловое расширение - свойство жидкости изменять объем при нагревании - характеризуется коэффициентом теплового расширения bТ, равным относительному приращению объема W с изменением температуры Т на один градус при постоянном давлении: bТ = (DW/W) / DT. Как правило, при нагревании объем жидкости увеличивается.

Вязкость - свойство жидкости сопротивляться относительному скольжению ее слоев. Ее оценивают динамическим коэффициентом вязкости m, который измеряется в паскаль-секундах (Па×с) и равен касательному напряжению между соседними слоями, если их относительная скорость перемещения численно совпадает с толщиной слоя. Кинематический коэффициент вязкости n определяют из формулы n = m / r и измеряют квадратными метрами на секунду (м2/с) или стоксами (1 Ст = 1 см2/с). Эти коэффициенты определяются видом жидкости, не зависят от скорости течения, существенно уменьшаются с возрастанием температуры.

Поверхностное натяжение – свойство жидкости образовывать поверхностный слой взаимно притягивающихся
молекул - характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения s, равным силе на единице длины контура свободной поверхности. Значения r, bР, bТ, n и s при 20 оС указаны в табл.1.1.

Таблица 1.1

Жидкость r, кг/м3 bР×103, МПа-1 bТ×103, ОС -1 n×106, м2 s×103, Н/м
Вода пресная   0,49 0,15 1,01  
Спирт этиловый   0,78 1,10 1,52  
Масло:          
моторное М-10   0,60 0,64    
индустриальное 20   0,72 0,73    
трансформаторное   0,60 0,70    
АМГ - 10   0,76 0,83    

Описание устройства № 1

Устройство для изучения физических свойств жидкости содержит 5 приборов, выполненных в общем прозрачном корпусе (рис. 1.1), на котором указаны параметры для обработки опытных данных. Приборы 3-5 начинают действовать при перевертывании устройства № 1. Термометр 1 показывает температуру окружающей среды и, следовательно, температуру жидкостей во всех устройствах.

 

 
 

 

 


Рис. 1.1. Схема устройства №1:

1 - термометр; 2 - ареометр; 3 - вискозиметр Стокса;

4 - капиллярный вискозиметр; 5 - сталагмометр

 

Порядок выполнения работы

Определение коэффициента теплового расширения жидкости

Термометр 1 имеет стеклянный баллон с капилляром, заполненные термометрической жидкостью, и шкалу. Принцип его действия основан на тепловом расширении жидкостей. Варьирование температуры окружающей среды приводит к соответствующему изменению объема термометрической жидкости и ее уровня в капилляре. Уровень указывает на шкале значение температуры.

Коэффициент теплового расширения термометрической жидкости определяется в следующем порядке на основе мысленного эксперимента, т.е. предполагается, что температура окружающей среды повысилась от нижнего (нулевого) до верхнего предельных значений термометра и уровень жидкости в капилляре возрос на величину l.

1. Подсчитать общее число градусных делений в шкале термометра и измерить расстояние l между крайними штрихами шкалы.

2. Вычислить приращение объема термометрической жидкости DW =p r2l, где r - радиус капилляра термометра.

3. С учетом начального (при 0 ОС) объема термометрической жидкости W найти значение коэффициента теплового расширения bТ= (DW/W) / DT и сравнить его со справочным значением b*Т (табл. 1.1). Значения используемых величин занести в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Вид жидкости r, см W, см3 DТ, ОС l, см DW, см3 bТ, ОС -1 b*Т, ОС -1
Спирт              
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...