Рекомендуемая форма протокола к лабораторной работе № 1 представлена на рис. 5.
Пьезометрическая линия и линия полного напора строятся на листе формата А4 в произвольном масштабе. В качестве образца при построении графика можно использовать рисунок 3 с учетом того, что ось трубы горизонтальна.
ПРОТОКОЛ
Лабораторной работы № 1
ДЕМОНСТРАЦИЯ УРАВНЕНИЯ БЕРНУЛЛИ
Ед. измер. | 1 замер | 2 замер | среднее значение | |||||
Объем в мерном баке, W | л | |||||||
Время наполнения бака, t | с | |||||||
Расход Q | л/с | |||||||
№ сечения | ||||||||
Площадь сечений | см2 | |||||||
Показание пьезометра | см | |||||||
Показание трубки Пито | см | |||||||
Скоростной напор hv = | см | |||||||
Местная скорость V= | ||||||||
Средняя скорость Vср= | ||||||||
Потеря напора Н1 – Нi | см | |||||||
Студент _____________________ группа __________________________
|
|
Преподаватель _________________
Рисунок 5 – Рекомендуемая форма протокола лабораторной работы № 1
Лабораторная работа № 2
РЕЖИМЫ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Основные сведения
Возможны два режима течения жидкости в трубах: ламинарный и турбулентный.
Ламинарный режим течения, или просто ламинарное течение - это слоистое течение без перемешивания жидкости и без пульсации (колебаний) скоростей и давлений в контрольных точках потока.
В частном случае – при ламинарном течении жидкости в прямой трубе постоянного проходного сечения – все линии тока (траектории частиц) параллельны оси трубы и, следовательно, прямолинейны. В общем же случае ламинарного течения – форма линий тока определяется конфигурацией стенок, ограничивающих поток.
Турбулентное течение - это течение, сопровождающееся перемешиванием жидкости и пульсациями скоростей и давлений в контрольных точках потока.
При турбулентном течении движение отдельных частиц жидкости является беспорядочным, а их траектории имеют разнообразный вид. Наряду с основным продольным движением частицы жидкости имеют и поперечные перемещения, что и вызывает перемешивание жидкости.
Переход от одного режима течения к другому происходит при определенном соотношении между скоростью течения , диаметром трубы и кинематической вязкостью жидкости . Это безразмерное соотношение, называемое критическим числом Рейнольдса, определяется по формуле
, (4)
где: - критическая скорость, соответствующая критическому числу Рейнольдса при данных и .
Численное значение критического числа Рейнольдса для труб круглого проходного сечения не зависит от диаметра трубы и вязкости жидкости и примерно равно 2300.
|
|
Опыты показывают, что этот критерий, характеризующий смену режима течения, имеет одинаковое значение для всех жидкостей и даже газов.
Число Рейнольдса может быть подсчитано не только по критической, но и по фактической средней скорости течения жидкости в данном сечении трубы
. (5)
В этом случае оно будет называться фактическим числом Рейнольдса в данном сечении потока.
Условием существования ламинарного режима течения является неравенство:
, то есть
Это означает, что ламинарный режим имеет место при малых (относительно 2300) числах Рейнольдса, что обычно бывает при малых скоростях, малых диаметрах или больших вязкостях.
При , находящемся в диапазоне от 2300 до 4000, имеет место переходная область между ламинарным и турбулентным режимами, или так называемый не вполне развитый турбулентный режим.
При > 4000 получается обычно турбулентный режим течения.
Физический смысл числа Рейнольдса заключается в том, что это число есть величина пропорциональная отношению сил инерции к силам трения, вызываемым вязкостью. Имеются в виду силы, действующие в потоке жидкости на те или иные ее объемы.
Число Рейнольдса имеет большое значение в гидравлике, так как является основным критерием гидродинамического подобия напорных потоков, т.е. подобия потоков несжимаемой жидкости, которое складывается из геометрического, кинематического и динамического подобия.