Методика проведения опытов. Убедившись, что установка подготовлена к работе (сосуд 8 наполнен подкрашенной жидкостью, шланги от переливной трубы 4 и от выхода труб 2

 

Убедившись, что установка подготовлена к работе (сосуд 8 наполнен подкрашенной жидкостью, шланги от переливной трубы 4 и от выхода труб 2, 3 направлены в канализацию), закрывают вентили 5, 6 и включают подачу жидкости из водопровода в бак 1. После того, как уровень жидкости в баке достигнет переливной трубы, открывают вентиль 5 и с помощью секундомера и счетчика объема 7 определяют расход жидкости в круглой трубе. Затем открывают кран 9 и наблюдают движение подкрашеной струйки в основном потоке жидкости. Закончив наблюдение, кран 9 закрывают. Опыты проводят при пяти различных степенях открытия дросселя. Причем сначала степень открытия постепенно увеличивают, а затем, наоборот, постепенно уменьшают. Важно при этом зафиксировать, при каком расходе происходит переход от ламинарного режима к турбулентному, и наоборот. Аналогично проводят опыты в трубе прямоугольного сечения. Вентиль 5 для этого нужно закрыть.

Результаты измерений заносят в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1 – Определение числа Рейнольдса

Наименование, обозначение и размерность величин	Номер опыта
Круглая труба
Число делений по шкале ротаметра m, дел
Объемный расход воды Q, м3/с
Плотность воды r, кг/м3
Вязкость динамическая m, Па с
Площадь живого сечения потока S, м2
Смоченный периметр Псм, м
Эквивалентный диаметр dэк, м
Скорость, осредненная по сечению u ср, м/с
Число Рейнольдса опытное Re
Число Рейнольдса справочное Re 'к р
Прямоугольная труба
То же

 

2.7 Обработка опытных данных

 

Используя опытные данные, вычисляют следующие величины.

2.7.1 Осредненная по сечению потока скорость движения воды

,

где... Q – объемный расход воды, м³/с;

S – площадь живого сечения потока, м².

2.7.2 Эквивалентный диаметр канала

,

где П_см – смоченный периметр канала, м.

Смоченным периметром называется часть периметра поперечного сечения канала, в пределах которого внутренняя поверхность его смачивается жидкостью.

В случае полного заполнения канала жидкостью понятия периметр и смоченный периметр, а также живое сечение потока и поперечное сечение канала совпадают.

Число Рейнольдса рассчитывают по формуле 2.1.

Значения критического числа Рейнольдса, найденные из опытов, сравниваются со значениями, приведенными в технической литературе.

Расчетные величины заносят в таблицу 2.1.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что изучает гидродинамика?

2. Что является движущей силой при течении жидкостей?

3. Приведите дифференциальные уравнения движения Эйлера.

4. Приведите уравнение Бернулли для идеальной жидкости.

5. Какие режимы движения жидкостей существуют? По каким признакам можно судить о режиме движения жидкости?

6. Каков характер движения жидкости при ламинарном и турбулентном режимах движения? При каком режиме скорость наиболее равномерно распределена по сечению потока?

7. Приведите характеристики турбулентного потока.

8. Какова структура турбулентного потока?

9. От чего зависит значение числа Рейнольдса?

10. В каком случае совпадают понятия: живое сечение потока и поперечное сечение канала; геометрический и смоченный периметр канала?