Порядок выполнения работы

При выполнении работы проводятся три опыта:

- установление устойчивого ламинарного движения жидкости и определение числа Рейнольдса Re (подкрашенная струйка жидкости не должна перемешиваться с соседними слоями по всей длине трубы);

- определение критического числа Рейнольдса Re_к при переходе от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному;

- установление устойчивого турбулентного движения жидкости и определение числа Рейнольдса Re (подкрашенная струйка жидкости должна перемешиваться с потоком).

Рис. 5. Схема экспериментальной установки для изучения режимов движения жидкости

Схема экспериментальной установки изображена на рисунке 5. К напорному баку Б₂ присоединена горизонтальная стеклянная труба СТ с внутренним диаметром d. Уровень воды в баке Б₂ поддерживается постоянным за счёт её подачи насосом из бака Б₁(на схеме не изображён) и холостого слива СХ. Подкрашенная жидкость поступает в трубу СТ из малого бачка МБ через гибкую трубку, подсоединённую к установленной на входе в трубу СТ тонкой стеклянной трубке. С помощью краника Кр добиваются соответствия скоростей течения подкрашенной жидкости и потока воды в трубе СТ.

Установление различных режимов течения жидкости добиваются с помощью шарового крана К₁.

Значение средней скорости течения жидкости V в трубопроводе при определении числа Рейнольдса Re вычисляют из уравнения расхода:

Q = VS. (1.3)

Расход жидкости Q определяется объёмным способом:

Q = , (1.4)

где	W – объём жидкости в мерном бачке, м³; t – время наполнения заданного объёма жидкости, сек.

Время засекается по секундомеру (выдаётся на время проведения эксперимента), а объём определяется по рискам на водомерной трубке ВТ2. Рычаг ПР при этом установлен в крайнее правое положение (при таком положении рычага подкрашенная жидкость будет сливаться в канализацию, а не циркулировать внутри установки). Опыт проводится при закрытом кране К₂ (см. рис. 1).

После установления необходимого режима течения жидкости в стеклянной трубе СТ (устанавливается визуально), одновременно с включением секундомера закрывается кран К₇. После установления времени наполнения определённого объёма жидкости кран К₇ открывается и вода сливается из мерного бачка Б₄. Далее всё повторяется для следующего опыта.

Температура воды определяется по установленному на трубе термометру Т (см. рис. 1).

1.4. Обработка экспериментальных данных

Обработанные данные заносят в таблицу результатов измерений и вычислений (таб. 1.2). При этом вычисляют:

- расход воды Q согласно объёмному способу измерения;

- среднюю скорость течения воды в стеклянной трубе СТ (исходя из уравнения расхода 1.3);

- кинематическую вязкость воды ν по формуле (1.5), или её можно выбрать из таб. 1.1 в соответствии с температурой воды:

ν = , см²/сек; (1.5)

- число Рейнольдса по формуле (1.2).

Таблица 1.1

Температура t, ºС		Кинематическая вязкость ν, 10^-4 м²/с	Температура t, ºС	Кинематическая вязкость ν, 10^-4 м²/с
0		0,0178	18	0,0106
5		0,0152	19	0,0103
10		0,0131	20	0,0101
12		0,0124	21	0,0098
14		0,0117	22	0,0096
15		0,0114	23	0,0094
16		0,0112	24	0,0092
	17	0,0109	25	0,0089

Составление отчёта

1.5.1. Цель работы.

1.5.2. Схема опытной установки.

1.5.3. Исходные данные:

- внутренний диаметр стеклянной трубы d = 36 мм;

- площадь поперечного сечения стеклянной трубы S = …, м².

1.5.4. Таблица результатов измерений и вычислений.

Таблица 1.2

№ опыта	Режим течения жидкости (определяется визуально)	Объём воды в мерном сосуде, W	Время наполнения мерного сосуда, t	Температура воды t	Расход воды Q =	Средняя скорость течения V =	Кинематическая вязкость ν, 10^-4	Число Рейнольдса, Re =
-	-	м³	сек	ºС	м³/с	м/с	м²/с	-
1
2
3