- •I. Курс лекций
- •1. Основные свойства жидкости и газа. Гидростатика
- •1.1. Основные свойства жидкости
- •Величина ………………………. Плотность Удельный вес
- •Давления насыщенных паров (Па) некоторых жидкостей
- •Плотность жидкости может изменяться при изменении температуры. В этом случае изменение плотности характеризуется коэффициентом теплового объемного расширения т , определяемым по формуле
- •В общем случае
- •Размерность кинематического коэффициента вязкости
- •1.2. Физические свойства газа
- •1.3. Давление в покоящейся жидкости
- •1.4. Сила статического давления жидкости на плоскую стенку
- •Вопросы по теме 1.4.
- •1.5. Сила статического давления жидкости на криволинейные стенки. Закон Архимеда
- •1.6. Относительный покой жидкости
- •1.6.1. Прямолинейное равноускоренное движение сосуда
- •1.6.2. Равномерное вращение сосуда вокруг вертикальной оси
- •2. Основные понятия кинематики и динамики жидкости
- •3. Режимы движения жидкости и основы гидродинамического подобия
- •4. Основные законы движения газа
- •Вопросы по теме 4.
- •5. Гидравлические сопротивления
- •6. Гидравлический расчет простых напорных трубопроводов
- •7. Гидравлический расчет сложных трубопроводов
- •8. Истечение жидкости через отверстия и насадки
- •Риc. 8.3. Схема истечения жидкости через большое прямоугольное отверстие
- •Вопросы по теме 8.
- •9. Гидравлический удар в трубопроводах
- •Вопросы по теме 9.
- •10. Движение неньютоновских жидкостей в трубах
- •Приложения
- •1В знаменателе – среднее значение
- •Значения усредненных коэффициентов местных сопротивлений (квадратичная зона)
- •II. Задания для выполнения контрольных работ студентами – заочниками Вариант 1
- •Номера задач для контрольных работ
- •Приложения к задачам варианта 1
- •Вариант 2
- •Номера задач для контрольных работ
- •Приложения к задачам варианта 2
- •1. Средние значения плотности и кинематической вязкости некоторых жидкостей
- •2. Зависимость плотности воды от температуры
- •3. Номограмма Кольбрука-Уайта для определения коэффициента гидравлического трения
- •4. Значение коэффициентов некоторых местных сопротивлений
- •II. 1. Методические указания к выполнению контрольных заданий
- •II.2. Методика построения напорной и пьезометрической линий
- •III. Лабораторные работы
- •3.1 Указания к выполнению лабораторных работ
- •3.2 Содержание отчета
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок проведения опытов
- •3.1 Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Определение выигрыша в силе при работе на гидравлическом прессе
- •Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание установки
- •3. Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Относительный покой жидкости
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Изучение режимов течения жидкости (опыт Рейнольдса)
- •1 .Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание экспериментальной установки и порядок проведения опыта
- •3. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы.
- •Исследование уравнения Бернулли
- •3. Порядок выполнения работы. Обработка результатов опыта
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Определение коэффициента гидравлического сопротивления по длине трубопровода при напорном движении жидкости
- •Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Определение коэффициентов местных сопротивлений
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок проведения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Результаты измерений и вычислений
- •Контрольные вопросы
- •Истечение жидкости через малые отверстия и насадки при постоянном напоре
- •1. Основные положения и расчетные зависимости
- •Величины коэффициентов , , , зависят от формы отверстия и режима движения жидкости, определяемого числомRе.
- •2. Описание экспериментальной установки и порядок проведения опытов
- •3. Порядок проведения работы
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •Продолжение таблицы 8.1.
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
- •1.2 Физические свойства газа ………………………………….……..….10
- •2. Основные понятия кинематики и динамики жидкости ……………..…...26
- •Вариант 1…………………………………………………………….…….……57
- •Издательство «Нефтегазовый университет»
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039, Тюмень, ул. Киевская, 52
2. Описание экспериментальной установки
В качестве экспериментальной установки используется трубопровод переменного сечения для демонстрации уравнения Бернулли (рис. 5.1.). Вид местного сопротивления задается каждому студенту (группе студентов) индивидуально: внезапное сужение, внезапное расширение, диафрагма, плавное сужение, плавное расширение.
Измерение расходов производится объемным способом с помощью мерного бака и секундомера. Для измерения давлений перед и после местного сопротивления служат пьезометры.
3. Порядок проведения работы
Установка приводится в рабочее состояние, для чего запорными вентилями устанавливается какой-либо постоянный расход в системе.
Снимаются показания пьезометров при установившемся движении жидкости и замеряется объем воды за время .
Замеряется температура воды в мерном баке.
Повторить опыт при расходах, близких к первоначальному.
4. Обработка экспериментальных данных
1) По известному объему воды за время определяется расход воды.
2) По замеренной температуре определяется кинематическая вязкость воды.
3) Определяется средняя скорость в требуемых сечениях и определяются скоростные напоры, при 1 = 2 = 1.
4) Определяются полные напоры в требуемых сечениях местного сопротивления и потери напора на нем: hм = e1 - e2.
5) Вычисляется коэффициент местного сопротивления оп = 2ghм/V2 .
6) Определяется число Рейнольдса Re = Vd/v и строится график зависимости = f(Re) в полулогарифмических координатах и lg(Re), по графику находятся границы квадратичной зоны для данного местного сопротивления, в которой = const.
7) Выбирается из справочника или рассчитывается значение коэффициента аналогичного местного сопротивления. Результаты вычислений записываются в табл. 7.1.
Таблица 7.1.
Результаты измерений и вычислений
d1 = … см; d2 = … см; t = … C; = … см2/сек; g = 981 см/сек2 | |||||||
№ п/п |
W |
|
Q |
V1 |
V2 | ||
см3 |
сек |
см |
см |
см3/сек |
см/сек |
см/сек | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Продолжение табл. 7.1.
e1 |
e2 |
hм |
Re |
оп |
lg(Re) |
| ||
см |
см |
см |
см |
см |
– |
– |
– |
– |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
Рис.7.2. Зависимость коэффициента местного сопротивления диафрагмы от числа Рейнольдса Re
Контрольные вопросы
1. Что такое местное сопротивление?
2. Как определяются потери напора в местных сопротивлениях?
3. От чего зависит величина коэффициента местных потерь?
4. Почему опытный коэффициент отличается от табличного?
5. В чем состоит принцип наложения потерь?
6. Как влияет вязкость жидкости на коэффициент сопротивления?
Лабораторная работа №8
Истечение жидкости через малые отверстия и насадки при постоянном напоре
Цель работы: Определить среднее значение коэффициентов истечения , , , и сравнить их с табличными данными.