Описание лабораторной установки. Опытная установка (рис. 1.1) состоит из металлического герметично закрытого резервуара 1 с жидкостью (водой)

Опытная установка (рис. 1.1) состоит из металлического герметично закрытого резервуара 1 с жидкостью (водой), в боковой стенке которого имеются отверстия для присоединения измерительных приборов: пьезометров 2, манометра 3 и водомерного стекла 4, показывающего положение уровня воды в баке 1. Различное давление воздуха над поверхностью жидкости создается с помощью насоса, присоединяемого к нипельному устройству 6 в крышке бака. Величина давления на поверхности жидкости измеряется манометром 7 или вакууметром 8. Для измерения малых вакуумметрических давлений, когда пользование шкалой механического вакуумметра 8 затруднительно, к воздушному пространству над жидкостью присоединен жидкостный вакуумметр – обратный пьезометр 9. Вблизи пьезометров и у водомерного стекла поставлены рейки со шкалами.

Рис. 1.1. Схема лабораторной установки [13]

4. Порядок проведения опытов. Измерение гидростатического давления производится на свободной поверхности (в замкнутой воздушной области) и внутри жидкости в точках 1 и 1', лежащих в одной горизонтальной плоскости. Работа выполняется для трех вариантов давления на свободной поверхности.

1. Давление на свободной поверхности жидкости равно атмосферному (), то есть кран ниппельного устройства 6 сообщается с окружающей атмосферой (открыт).

Снимаются показания: избыточное давление в точке 1' – по манометру 3 и пьезометрическая высота в этой же точке – по пьезометру; глубина погружения точки 1 под уровень свободной поверхности – по водомерному стеклу 4.

Все замеры заносятся в таблицу и показываются с обозначениями на схеме (рис. 1.2, а).

2. Давление в воздушном пространстве над свободной поверхностью устанавливается больше атмосферного (). Кран закрыт; кран открыт, и с помощью насоса воздух нагнетается в замкнутое пространство над свободной поверхностью жидкости до получения некоторого избыточного давления , после чего все краны перекрываются.

Измеряется избыточное давление на поверхности жидкости и вблизи дна сосуда – по показаниям манометров 3 и 7, пьезометрическая высота для точки 1 и глубина погружения этой точки.

Все замеры заносятся в таблицу и на схему (рис. 1.2, б).

Рис.1.2. Схемы лабораторной установки с результатами измерений [13]

 

3. Давление на свободной поверхности устанавливается меньше атмосферного ().

Кран закрыт, кран открыт, и с помощью насоса воздух частично отсасывается из сосуда до получения некоторого разряжения под крышкой сосуда.

Измеряется вакуум на поверхности жидкости, избыточное давление в точках 1 и 1' вблизи дна сосуда манометром 3 и пьезометром 2, глубина погружения точек 1 и 1'.

При малом разряжении воздуха в сосуде над свободной поверхностью механический вакуумметр не позволяет взять точное показание, поэтому величину вакуума можно измерить с помощью обратного пьезометра 9, опущенного в бачок с жидкостью. При наличии вакуума жидкость поднимается по обратному пьезометру на вакуумметрическую высоту .

Все замеры заносятся в таблицу и показываются с обозначениями на схеме (рис. 1.2, в).

При проведении опытов следует убедиться, что величина статического напора для всех точек жидкости в каждом опыте одинакова.

При сравнительно небольших давлениях трудно взять точное значение давления по механическим манометрам 3 и 7. Поэтому, чтобы избежать неточностей и расхождений в результатах обработки, следует еще во время опыта, перед записью в журнал, сверить показания манометра и пьезометра, имея ввиду, что пьезометр дает точное показание величины давления. Для этого надо знать (или заранее определить), сколькими метрами водяного столба уравновешивается давление, равное одной технической атмосфере.