WWW.LIT.I-DOCX.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - различные публикации
 

«УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «МТП в АПК» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ Гидравлика ...»

1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «МТП в АПК»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ

ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Гидравлика

Направление подготовки (специальность): 35.03.06 "Агроинженерия" " Электрооборудование и

Профиль образовательной программы:

электротехнологии " Форма обучения: заочная

СОДЕРЖАНИЕ

1. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

1. 1 Лекция №1 ( 2часа).

Тема: «Общие законы, уравнения гидростатики»

1. 2 Лекция №2 ( 2часа).

Тема: «Основы кинематики и динамики жидкостей»

1. 3 Лекция №3, 4 ( 4часа).

Тема: «Одномерные потоки»

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

2.1 Лабораторная работа №1 ( 2 часа).

Тема: «Определение физических свойств жидкости»

2.3 Лабораторная работа №2 ( 2 часа).

Тема: «Иллюстрация уравнения Бернулли»

2.4 Лабораторная работа №3 ( 2 часа).

Тема: «Определение коэффициента гидравлического трения»

2.7 Лабораторная работа №4 ( 2 часа).

Тема: «Определение местного коэффициента гидравлического трения»

2.5 Лабораторная работа №5 ( 2 часа).

Тема: «Особенности конструкции и эксплуатации, динамических насосов»

Общие сведения.

1. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

1. 1 Лекция №1 ( 2часа) .

Тема: «Общие законы, уравнения гидростатики»

1.1.1 Вопросы лекции:

1.Основное уравнение гидростатики .

2. Дифференциальные уравнения Эйлера и их интегралы .

3. Давление жидкости на окружающие ее стенки, эпюры давления .

4. Круглая труба под действием гидростатического давления .

5. Гидростатический парадокс .

1.1.2 Краткое содержание вопросов:

1. Основное уравнение гидростатики Основного уравнения гидростатики выглядит следующим образом, P = P0 + gh ;

где h – глубина жидкости, на которой определяется давление, P0 - давление внешней среды,

- плотность жидкости .

Следствия основного уравнения гидростатики .

Из основного уравнения гидростатики следует закон Паскаля, который гласит:

давление, приложенное к граничной поверхности покоящейся жидкости, передаётся всем точкам этой жидкости по всем направлениям одинаково. Закон Паскаля – основной закон, на основе которого работает объёмный гидропривод, применяемый в абсолютном большинстве гидросистем технологических машин .

Вторым следствием является тот факт, что на равной глубине в покоящейся жидкости давление одинаково. В результате можно говорить о поверхностях равного давления. Для жидкости, находящейся в абсолютном покое или равномерно движущейся, эти поверхности – горизонтальные плоскости. Существование поверхностей равного давления позволяет измерять давление в любой точке жидкости .

–  –  –

Возможны следующие варианты относительного покоя .

Первый вариант соответствует абсолютному покою или равномерному движению сосуда с жидкостью. Такой вариант рассматривался при выводе основного уравнения гидростатики .





Второй вариант – вращение сосуда с жидкостью с постоянной угловой скоростью вокруг центральной оси. Несмотря на то, что вся масса жидкости вращается вместе с сосудом, частицы жидкости друг относительно друга не перемещаются, следовательно, весь объём жидкости, как и в первом случае, представляет собой как бы твёрдое тело .

Давление в каждой точке жидкости не меняется во времени и зависит только от координат. По этим причинам жидкость подпадает под определение покоящейся .

Третий вариант аналогичен второму, только вращение осуществляется вокруг произвольно расположенной вертикальной оси. Во втором и третьем случае свободная поверхность жидкости принимает новую форму, соответствующую новому равновесному положению жидкости .

В четвёртом варианте сосуд с жидкостью движется прямолинейно и равноускоренно. Такой случай проявляется, например, в процессе разгона или остановки автоцистерны с жидкостью. В этом случае жидкость занимает новое равновесное положение, свободная поверхность приобретает наклонное положение, которое сохраняется до изменения ускорения. Частицы жидкости друг относительно друга находятся в покое, и давление зависит только от координат .

Во всех перечисленных случаях на жидкость действуют, во-первых, силы веса, вовторых, силы инерции, в-третьих, силы давления .

На практике, чтобы избавиться от частных производных, используют одно уравнение, заменяющее систему. Для этого первое уравнение умножают на dx, второе на

dy, третье на dz и складывают их:

1 P P P Xdx+ Ydy+ Zdz ( dx + dy + dz) = 0 .

1444y 44z4 x dP В этой формуле сумма в скобках является полным дифференциалом давления, который в результате оказывается равным dP = ( Xdx + Ydy + Zdz ) .

Полученное уравнение показывает, как изменяется давление при изменении координат внутри покоящейся жидкости для общего случая относительного покоя. Это уравнение впервые получил Леонард Эйлер в 1755 Рассмотрим сосуд с жидкостью, вращающийся вокруг вертикальной оси с постоянной скоростью. На жидкость действуют внешнее давление, силы тяжести и инерционные силы. В результате их действия жидкость принимает новое равновесное положение. Свободная поверхность принимает форму параболоида. Рассмотрим на этой поверхности произвольную точку N. Равнодействующая сила F, действующая в т. N, перпендикулярна к свободной поверхности. Величина этой силы увеличивается с увеличением радиуса, а угол её наклона к горизонту уменьшается. Из этого следует, что наклон этой поверхности к горизонту увеличивается с ростом радиуса. Таким образом, сила R определяет форму свободной поверхности. Найдём математическую формулу этой кривой .

–  –  –

положения центра тяжести площадки, а gYc sin - избыточное давление жидкости в центре тяжести площадки. С учётом этого можно записать F = ( P0 + ghc ) S .

Pc

–  –  –

Положение центра давления на цилиндрической стенке легко можно найти, если известны силы Fг и Fв и определены центр давления на вертикальной проекции стенки и центр тяжести рассматриваемого объёма ABCD. Задача упрощается, если рассматриваемая поверхность является круговой, т.к. равнодействующая сила при этом пересекает ось поверхности. Это происходит из-за того, что силы давления всегда перпендикулярны поверхности, а перпендикуляр к окружности всегда проходит через её центр .

4. Круглая труба под действием гидростатического давления .

В гидравлических системах технологического назначения жидкость в основном передаётся по трубам круглого сечения. В водопроводах, канализационных и многих других трубопроводных системах, гидротехнических сооружениях широко используются трубы и различные резервуары круглого сечения. По этой причине задача определения нагрузки на трубу является весьма распространённой. В таких расчётах используется полученная ранее формула горизонтальной составляющей силы, действующей со стороны жидкости на криволинейную поверхность F PDl PD = R= = .

2l 2 S

5. Гидростатический парадокс Рассмотрим три сосуда разной формы, заполненные жидкостью до одного уровня hc. Все сосуды такие, что имеют одинаковую площадь дна .

В соответствии с общей формулой определения силы, действующей на плоскую поверхность Fизб = gh c S,

–  –  –

S1 = S2 = S3 можно вычислить силу, действующую на дно сосуда. Для всех трёх сосудов эти силы окажутся одинаковыми и независящими от веса жидкости в сосуде. Но на опору все сосуды будут действовать с разными силами, равными весу сосудов с жидкостью. Этот факт получил название гидростатического парадокса .

1. 2 Лекция №2 ( 2часа) .

Тема: «Основы кинематики и динамики жидкостей»

1.2.1 Вопросы лекции:

1. Методы описания движения жидкостей и газов, понятие о линиях и трубках тока .

2. Характеристики потока .

3. Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения .

4. Режимы течения жидкости. Физический смысл числа Рейнольдса .

1.2.2 Краткое содержание вопросов:

1. Методы описания движения жидкостей и газов, понятие о линиях и трубках тока .

Причинами движения жидкости являются действующие на нее силы: объемные или массовые силы (сила тяжести, инерционные силы) и поверхностные силы (давление, трение). В отличие от гидростатики, где основной величиной, характеризующей состояние покоя жидкости, является гидростатическое давление, которое определяется только положением точки в пространстве, т.е. p = f ( x, y, z ), в гидродинамике основными элементами, характеризующими движение жидкости, будут два: гидродинамическое давление и скорость движения (течения) жидкости .

В общем случае основные элементы движения жидкости р и и для данной точки зависят от ее положения в пространстве (координат точки) и могут изменяться во времени.

Аналитически это положение гидродинамики записывается так:

p = f1 ( x, y, z, t ), u = f 2 ( x, y, z, t ) .

Задачей гидродинамики и является определение основных элементов движения жидкости р и u, установление взаимосвязи между ними и законов изменения их при различных случаях движения жидкости .

Два метода описания движения жидкости.Существуют две точки зрения на изучение движения жидкости: точка зрения Лагранжа и точка зрения Эйлера .

Соответственно используются два вида переменных — переменные Лагранжа и переменные Эйлера .

Существует два метода изучения движения жидкости: метод Ж. Лагранжа и метод Л .

Эйлера .

Метод Лагранжа заключается в рассмотрении движения каждой частицы жидкости, т. е. траектории их движения. Из-за значительной трудоемкости этот метод не получил широкого распространения .

Точка зрения Лагранжа. Пусть Vо — объем некоторой массы жидкости, который она занимала в начальный момент времени t0. В момент времени t эта масса жидкости будет занимать объем Vt. Между точками t0 и t имеется взаимно-однозначное соответствие. Произвольная частица объема то, которая в момент t0 находилась в точке Ао, перешла в определенную точку А жидкого объема Vt. Положение частицы определяется координатами х, у, z той точки пространства, в которой частица находится в момент времени t. Координаты частицы в момент t зависят от положения, которое частица занимала в начальный момент времени. Начальное положение частицы может быть задано ее декартовыми координатами a, b, c в момент времени t0. Таким образом, координаты частиц представляются в виде х = х(а, b, с, t), y = y(a,b,c,t), z = z(a, b, c, t) .

Соответственно гидродинамические величины записываются так же, как функции а, b, с, t:

v = v(a, b, с, t) .

Переменные а, b, с, t носят название переменных Лагранжа .

Метод Эйлера заключается в рассмотрении всей картины движения жидкости в различных точках пространства в данный момент времени. Этот метод позволяет определить скорость движения жидкости в любой точке пространства в любой момент времени, т. е. характеризуется построением поля скоростей и поэтому широко применяется при изучении движения жидкости .

Точка зрения Эйлера. В пространстве выбирают некоторую точку А, декартовы координаты которой х, у, z. В разные моменты времени через эту точку А будут проходить различные частицы жидкости, имея свои значения гидродинамических величин. Представляет интерес изменение искомых гидродинамических величин в фиксированной точке пространства в зависимости от времени. Движение, с точки зрения Эйлера, считается известным, если известны функции р = р(х, у, z, t), v = v(x, у, z, t), Переменные х, у, z, t носят название переменных Эйлера .

Недостаток метода Эйлера в том, что при рассмотрении поля скоростей не изучается траектория отдельных частиц жидкости .

–  –  –

Элементарная струйка. Если в движущейся жидкости выделить весьма малую элементарную площадку s, перпендикулярную направлению течения, и по контуру ее провести линии тока, то полученная поверхность называется трубкой тока, а совокупность линий тока, проходящих сплошь через площадку s, образует так называемую элементарную струйку (рис. 2) .

Элементарная струйка характеризует состояние движения Рис. 2 жидкости в данный момент времени t.

При установившемся движении элементарная струйка имеет следующие свойства:

1. форма и положение элементарной струйки с течением времени остаются неизменными, так как не изменяются линии тока;

2. приток жидкости в элементарную струйку и отток из нее через боковую поверхность невозможен, так как по контуру элементарной струйки скорости направлены по касательной;

3. скорость и гидродинамическое давление во всех точках поперечного лечения элементарной струйки можно считать одинаковым ввиду малости площади s .

2. Характеристики потока .

В гидравлике различают следующие характеристики потока: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, расход, средняя скорость .

Живым сечением потока называется поверхность (поперечное сечение), нормальная ко всем линиям тока, его пересекающим, и лежащая внутри потока жидкости .

Площадь живого сечения обозначается буквой S. Для элементарной струйки жидкости используют понятие живого сечения элементарной струйки (сечение струйки, перпендикулярное линиям тока), площадь которого обозначают через dS .

–  –  –

сохранения массы. Получим вначале уравнение неразрывности при установившемся движении жидкости для элементарной струйки .

Пусть имеем элементарную струйку (рис. 3). Возьмем сечение 1-1 с площадью s1 и скоростью движения частиц жидкости и1 .

Элементарный расход через сечение 1-1 равен Q1 = u1 s1 .

Затем возьмем сечение 2-2 в этой же струйке с площадью сечения s2 и скоростью u1. Элементарный расход через сечение 2-2 равен Q2 = u2 s2. Рис. 3 .

Но по свойству элементарной струйки приток и отток жидкости через ее боковую поверхность невозможен кроме того, в отсеке 12, который сохраняет неизменные размеры, не образуется пустот и не происходит переуплотнений; значит количества жидкости, протекающей н единицу времени через сечения 1-1 и 2-2, должны быть одинаковы, т.е. Q1 = Q2. Принимая во внимание, что сечения 1-1 и 2-2 приняты произвольно, можно в общем случае для элементарной струйки написать Q1 = Q2 = Q3 =... = Qn = Q = const, или u1 s1 = u 2 s 2 = u3 s3 =... = u n s n = Q = const.

Это и есть уравнение неразрывности (сплошности) для элементарной струйки, которое читается так:

элементарный расход жидкости Q при установившемся движении есть величина постоянная для всей элементарной струйки .

3. Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения .

Закон изменения количества движения. Выделим в движущейся жидкости некоторый объем V, ограниченный поверхностью S. Пусть вектор К — количество движения массы жидкости, заполняющей этот объем. В элементарном объеме dV заключена масса .

Количество движения этой массы, имеющей скорость v:

· ·

Количество движения массы, заключенной в объеме V:

· · Для выделенной массы жидкости вектор К, как и объем V, - функции времени .

Закон количества движения можно сформулировать так: производная по времени от количества движения некоторой системы масс равна главному вектору внешних сил, действующих на эту систему.

Следовательно, Где Fm - главный вектор массовых сил Fs - главный вектор поверхностных сил Подставляем значения главных векторов и проинтегрировав получаем запись закона количества движения в интегральном виде:

–  –  –

К приблизится к прямоугольной форме, а значения скоростей в разных сечениях потока станут практически равны средней скорости движения жидкости. Значение коэффициента кинетической энергии приближается к 1. Такое течение жидкости называется турбулентным (от латинского слова turbulentus - возмущённый, беспорядочный). Если снова уменьшить скорость течения жидкости, восстановиться ламинарный режим движения. Переход от одного режима движения к другому будет происходить примерно при одном и том же числе Рейнольдса .

Vкр d Re кр = .

Опытным путём установлено, что критическое число Рейнольдса для круглых труб

- 2320 для круглых труб, а для других сечений 580 .

Для определения режима движения в потоке надо найти фактическое число Рейнольдса Re, которое можно установить для любого потока по формуле Vd Re =, и сравнить его с критическим числом Reкр .

При этом, если Re Reкр, то режим движения ламинарный, если Re Reкр, то режим движения турбулентный .

Физический смысл числа Рейнольдса заключается в смене режимов течения жидкости. В настоящее время не существует строгого научно доказанного объяснения этому явлению, однако наиболее достоверной гипотезой считается следующая: смена режимов движения жидкости определяется отношением сил инерции к силам вязкости в потоке жидкости. Если преобладают первые, то режим движения турбулентный, если вторые - ламинарный. Турбулентные потоки возникают при высоких скоростях движения жидкости и малой вязкости, ламинарные потоки возникают в условиях медленного течения и в вязких жидкостях .

1. 3 Лекция №3, 4 ( 4часа) .

Тема: «Одномерные потоки»

1.3.1 Вопросы лекции:

1. Обобщение уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости .

2. Гидравлические сопротивления, их физическая природа и классификация .

3. Сопротивления по длине для напорных и безнапорных потоков .

4.Данные о гидравлическом коэффициенте трения. Зоны сопротивления. Наиболее употребительные формулы для гидравлического коэффициента трения .

1.3.2 Краткое содержание вопросов:

1. Обобщение уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости имеет вид

–  –  –

Энергетическая интерпретация уравнения Бернулли. Выше было получено уравнение Бернулли с использованием энергетических характеристик жидкости. Суммарной энергетической характеристикой жидкости является её гидродинамический напор .

С физической точки зрения это отношение величины механической энергии к величине веса жидкости, которая этой энергией обладает. Таким образом, гидродинамический напор нужно понимать как энергию единицы веса жидкости. И для идеальной жидкости эта величина постоянна по длине. Таким образом, физический смысл уравнения Бернулли это закон сохранения энергии для движущейся жидкости .

p z — удельная потенциальная энергия положения на единицу веса жидкости; — g удельная потенциальная энергия давления на единицу веса жидкости u2 — удельная кинетическая энергия на единицу веса жидкости .

2g Уравнение Бернулли для струйки реальной жидкости. В реальных струйках присутствуют силы вязкого трения. В результате струйки трутся друг об друга в процессе движения. На это трение затрачивается часть энергии потока. По этой причине в процессе движения неизбежны потери энергии. Эта энергия, как и при любом трении, преобразуется в тепловую энергию. Из-за этих потерь энергия жидкости по длине струйки постоянно уменьшается на определенную величину. Т.е .

с учётом потерь энергии уравнение Бернулли для потока реальной жидкости будет выглядеть P1 u1 P2 u2 Z1 + + = Z2 + + + h .

g g 2g 2g Где h – потери напора по длине струйки Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Поток жидкости, как указывалось ранее, можно представить совокупностью элементарных струек жидкости по сечению потока неодинаковы, причём в середине потока скорости наибольшие, а к периферии они уменьшаются (струйная модель потока). Это означает, что различные струйки в одном сечении имеют различные значения кинетической энергии. Отсюда следует, что кинетическая энергия, посчитанная с использованием скоростей элементарных струек uS, и кинетическая энергия, посчитанная с использованием значения средней скорости потока V, будет иметь разные значения. Поэтому вводят коэффициента кинетической энергии или коэффициента Кориолиса. Смысл этого коэффициента заключается в отношении действительной кинетической энергии потока в определённом сечении к кинетической энергии в том же сечении потока, но при равномерном распределении скоростей .

Учитывая коэффициент кинетической энергии, приведём уравнение Бернулли для потока реальной жидкости, которое примет вид:

v2 v2 P P Z 1 + 1 + 1 1 = Z 2 + 2 + 2 2 + h .

g g 2g 2g Надо учесть, что в общем случае в разных сечениях потока коэффициент будет иметь различные значения .

2. Гидравлические сопротивления, их физическая природа и классификация Гидравлическая жидкость в гидросистемах технологического оборудования, как уже обсуждалось ранее, играет роль рабочего тела. Она обеспечивает перенос энергии от источника гидравлической энергии к потребителю (в большинстве случаев, к гидродвигателю). Для такого переноса используются напорные потоки .

Естественно, что твёрдые стенки препятствуют свободному движению жидкости .

Поэтому при относительном движении жидкости и твердых поверхностей неизбежно возникают (развиваются) гидравлические сопротивления. На преодоление возникающих сопротивлений затрачивается часть энергии потока. Эту потерянную энергию называют гидравлическими потерями удельной энергии или потерями напора.

Гидравлические потери главным образом связаны с преодолением сил трения в потоке и о твёрдые стенки и зависят от ряда факторов, основными из которых являются:

геометрическая форма потока, размеры потока, шероховатость твёрдых стенок потока, скорость течения жидкости, h режим движения жидкости (который связан со скоростью, но учитывает её не только количественно, но и качественно), вязкость жидкости, некоторые другие эксплуатационные свойства жидкости .

Но гидравлические потери практически не зависят от d давления в жидкости .

Величина гидравлических потерь оценивается энергией, потерянной каждой весовой единицей жидкости. Из уравнения Бернулли, составленного для l двух сечений потока, обозначенных индексами 1 и 2 потери энергии потока жидкости h можно представить как

–  –  –

где – коэффициент гидравлического трения (иначе его называют коэффициент потерь на трение или коэффициент сопротивления трения) .

Из этого выражения нетрудно видеть, что значение - коэффициент трения участка круглой трубы, длина которого равна её диаметру .

С учетом последнего выражения для коэффициента сопротивления потери напора по длине выражаются формулой Дарси

–  –  –

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

2.1 Лабораторная работа №1 ( 2 часа) .

Тема: «Определение физических свойств жидкости»

2.1.1 Цель работы: Освоение техники измерения плотности, теплового расширения, вязкости и поверхностного натяжения жидкостей и приобретение навыков по измерению гидростатического давления жидкостными приборами .

2.1.2 Задачи работы:

Уяснить:

- понятие плотности жидкости;

- понятие теплового расширения;

- понятие вязкости;

- понятие поверхностного натяжения жидкостей;

- принцип работы жидкостных приборов .

2.1.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе:

1. Лабораторная установка «Капелька»

2. Методическое пособие «Изучение физических свойств жидкости» .

2.1.4 Описание (ход) 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 Т в шкале термометра и измерить расстояние l между крайними штрихами шкалы .

2. Вычислить приращение объема термометрической жидкости V = r2l, где r радиус капилляра термометра .

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

Таблица 1.2 V, см3 Т, ОС V, см3 Т, ОС -1 *Т, ОС -1 Вид жидкости r, см l, см Спирт Измерение плотности жидкости ареометром Ареометр 2 служит для определения плотности жидкости поплавковым методом .

Он представляет собой пустотелый цилиндр с миллиметровой шкалой и грузом в нижней части. Благодаря грузу ареометр плавает в исследуемой жидкости в вертикальном

–  –  –

Измерение поверхностного натяжения сталагмометром Сталагмометр 5 служит для определения поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель и содержит емкость с капилляром, расширенным на конце для накопления жидкости в виде капли. Сила поверхностного натяжения в момент отрыва капли равна ее весу (силе тяжести) и поэтому определяется по плотности жидкости и числу капель, полученному при опорожнении емкости с заданным объемом .

1. Перевернуть устройство № 1 и подсчитать число капель, полученных в сталагмометре 5 из объема высотой S между двумя метками. Опыт повторить три раза и вычислить среднее арифметическое значение числа капель n .

2. Найти опытное значение коэффициента поверхностного натяжения = К/n (К постоянная сталагмометра) и сравнить его с табличным значением * (см. табл.1.1) .

Данные свести в таблицу 1.6 .

–  –  –

2.3 Лабораторная работа №2 ( 2 часа) .

Тема: «Иллюстрация уравнения Бернулли»

2.5.1 Цель работы: Опытное подтверждение уравнения Д. Бернулли, т.е .

понижения механической энергии по течению и перехода потенциальной энергии в кинетическую и обратно (связи давления со скоростью) .

2.5.2 Задачи работы:

– измерить пьезометрические напоры в сечениях

- наблюдать с помощью приборов изменение полной удельной энергии по длине потока в напорном трубопроводе переменного сечения и переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно в соответствии с уравнением Бернулли

- построить по данным измерений пьезометрическую и напорную линии .

- сравнить измеренный скоростной напор в сечениях с вычисленным по средней скорости .

2.5.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе:

1. Лабораторная установка «Установка Бернулли»

2. Методическое пособие «Иллюстрация уравнения Бернулли» .

–  –  –

2.4 Лабораторная работа №3 ( 2 часа) .

Тема: «Определение коэффициента гидравлического трения»

2.6.1 Цель работы: Найти значения коэффициента гидравлического трения опытным путем и его расчетные значения для условий опыта и сравнить между собой .

Решить задачу на определение потерь напора .

2.6.2 Задачи работы:

- понятие потери напора по длине;

- значимость коэффициента гидравлического трения для вычисления потерь напора и его зависимость от режима движения жидкости, шероховатости внутренних стенок трубы и ее размеров;

- понятие гидравлические гладкие трубы;

- условия, при которых одна и та же труба работает как гидравлическая гладкая и как гидравлически шероховатая;

- понятие квадратичная область (зона) сопротивления .

–  –  –

Обработка опытных данных .

1. Определить расход воды через установку для каждого опыта Q .

2. Определить среднюю скорость воды для каждой трубы и опыта v .

–  –  –

2.7 Лабораторная работа №4 ( 2 часа) .

Тема: «Определение местного коэффициента гидравлического трения»

2.7.1 Цель работы: Найти значения коэффициента местных сопротивлений м для внезапного расширения и вентиля опытным путем и их расчетные значения для ус¬ловий опыта и сравнить между собой .

2.7.2 Задачи работы: Уяснить:

- понятие местные потери напора;

- значимость коэффициента местных сопротивлений м для вычисления потерь напора и его зависимость от режима движения жидкости, и вида местных сопротивлений;

- понятие квадратичная область сопротивления;

2.7.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе:

1. Лабораторная установка «Установка Гидродинамика»

2. Методическое пособие «Определение местного коэффициента гидравлического трения» .

2.7.4 Описание (ход) работы:

–  –  –

Обработка опытных данных .

1. Определить расход воды через установку для каждого опыта Q .

2. Определить среднюю скорость воды для каждого сечения и опыта v .

3. Определить число Рейнольдса для каждого сечения и опыта Re .

Определить потери по длине для каждой трубы и опыта hдл .

4 .

5. Определить опытное значение коэффициента местных сопротивлений м .

6. Определить расчетное значение коэффициента местных сопротивлений м .

7. Отклонение опытного коэффициента от расчетного .

8. Свести показание в таблицу 2 .

–  –  –

2.5.1 Цель работы: Изучить устройство и принцип действия динамических насосов 2.5.2 Задачи работы: Уяснить:

принцип работы динамических насосов;

взаимосвязь подачи и напора .

правил первого и последующих пусков и остановки насосов;

2.5.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе:

1. Макеты насосов .

2. Методическое пособие «Особенности конструкции и эксплуатации, динамических насосов» .

2.5.4 Описание (ход) работы:

–  –  –

Насос - это устройство (гидравлическая машина) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) главным образом капельной жидкости в результате сообщения ей внешней энергии (потенциальной и кинетической). Устройства для безнапорного перемещения жидкости Н. обычно не называют и относят к водоподъёмным машинам Динамическими называют насосы, в которых жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере (незамкнутом объеме), постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса .

Основные типы современных динамических насосов .

являются наиболее распространёнными и Центробежные насосы предназначаются для подачи холодной или горячей воды, вязких или агрессивных жидкостей (кислот и щелочей), сточных вод, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом, раздробленным каменным углём и т.п. Их действие основано на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса тем частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влиянием возникающей при этом центробежной силы частицы подаваемой среды из рабочего колеса перемещаются в корпус насоса и далее, а на их место под действием давления воздуха поступают новые частицы, обеспечивая непрерывную работу насоса .

На рис. 1 изображена простейшая схема центробежного насоса. Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов - подвода 1, рабочего колеса 2 и отвода 3. По подводу жидкость подается в рабочее колесо из подводящего трубопровода. Рабочее колесо 2 передает жидкости энергию от приводного двигателя. Рабочее колесо состоит из двух дисков а и б, между которыми находятся лопатки в, изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Жидкость движется через колесо из центральной его части к периферии. По отводу жидкость отводится от рабочего колеса к напорному патрубку или, в многоступенчатых насосах, к следующему колесу .

–  –  –

В результате такого многоступенчатого действия вихревые насос по сравнению с такими же (по размерам и скорости вращения) центробежными насосами развивают в 3-7 раз больший напор, но работают с более низким (в 2- 3 раза) КПД .

В вихревых насосах открытого типа жидкость подводится вблизи вала насоса, проходит между лопатками рабочего колеса и отводится к выходному отверстию в корпусе из открытого (без перемычки) периферийного канала. В зарубежной литературе вихревые насосы называются фрикционными, регенеративными, турбулентными, самовсасывающими и др .

Устройства некоторых насосов .

–  –  –

Рис. 7.6. Центробежный насос с двусторонним подводом к рабочему колесу (тип Д) 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - защитная втулка; 4 - рабочее колесо; 5 - вал; 6 - защитноуплотняющее кольцо; 7 - трубка для подвода воды к сальнику; 8 - подшипник; 9 - набивка сальника .

–  –  –




Похожие работы:

«ПІВДЕННИЙ ФІЛІАЛ НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ "КРИМСЬКИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" Наукові праці ПІВДЕННОГО ФІЛІАЛУ НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ "КРИМСЬК...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР И СКУССТВЕННОЕ ОСЕМ ЕНЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙ СТВЕН Н Ы Х Ж И ВО ТН Ы Х ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОСТ 2 7 7 7 5 -8 8 (СТ СЭВ 5960—87) Издание официальное БЗ 5-88/377 ГОСУДАРСТВЕННЫ...»

«Тематические сборники "Переклички вестников" Сборник № 11. "Но где бы стезя ни бежала, нам русская снилась земля" Выпуск № 119 Владимир Набоков Тихий шум Когда в приморском городке, средь ночи пасмурной, со скуки окно откроешь, вдалеке прольются шепчущие звуки. Прислушайся и различи шум мор...»

«ТРОПАРИ, КОНДАКИ, ЗАДОСТОЙНИКИ И ВЕЛИЧАНИЯ ДВАНАДЕСЯТЫХ ПРАЗДНИКОВ И ПРАЗДНИКА ПАСХИ в порядке гражданского года, т. е . с 1 января по новому стилю (Даты указаны по старому и новому стилю.) ОГЛАВЛЕНИЕ Рождество Господа Бога и Спаса нашего Ии...»

«im м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР КУЛЬТИВАТОРЫ ПРОПАШНЫЕ ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГОСТ 1114-84 Издание официальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва проведение энергоаудита РАЗРАБОТАН Ми...»

«Труды МАИ. Выпуск №84 www.mai.ru/science/trudy/ УДК 519.71 Об одном семействе критериев качества в задаче стабилизации движения в окрестности коллинеарной точки либрации Шмыров А.С.*, Шм...»

«6. Работа должна быть выполнена аккуратно без грамматически ошибок (отметка за работу может быть снижена за небрежность и грамматические ошибки на один и более баллов Входная контрольная работа 5 класс 1 вариант.1. Назовите три состояния воды.2. Назовите несколько...»




















 
2018 www.lit.i-docx.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.