Файл: Цель работы ознакомиться и понять смысл уравнения Бернулли, уметь применять его для решения практических задач гидродинамики. Схема лабораторной установки.docx

Средние значения :

- плотность (3714+3680+2600) / 3 = 3331 кг/м³

- цена деления манометра в [Па] Δ = (1142+1187+1186) / 3 = 1172 (Н/м²,)/деление, Па/деление

- цена деления манометра в [атм] Δ =(0,0116+0,0121+0,0121) /3= 0,0119атм/деление

- цена деления манометра в [мм рт.ст.] Δ =(8,6+8,9+8,9) / 3 = 8,8 мм рт.ст.



Рисунок 1.2 – Опыт №2

Общие выводы по выполненной работе:

В выполненной лабораторной работе мы ознакомились с общими законами статики жидкостей, с гидростатическим давлением и его свойствами, видами давления жидкости.

В выполненной лабораторной работе был поставлен опыт в ходе которого, мы снимали показания водяного дифференциального пьезометра, пьезометра с неизвестной жидкостью и, подставляя эти значения в уравнение (1.3), рассчитали цену деления манометра 3 и плотность жидкости в правом пьезометре. Опыт повторили несколько раз и нашли средние значения цены деления манометра и плотности жидкости в правом пьезометре.

---

Лабораторная работа 2«Сила давления жидкости на плоскую поверхность»

Тема. Общие законы и управления статики жидкостей: силы гидростатического давления на различные геометрические поверхности.
Цель работы:

1. Определение силы суммарного давления воды на плоскую стенку.

2. Расчет положения центра давления.

3. Построение эпюры давления и вычисление ее объема.

Работа выполняется на опытной установке, изображенной на рис. 2.2.



Рис.2.2
Труба квадратного сечения со стороной а = 95 мм закрыта наклонной крышкой площадью S= 127,5 см²с углом наклона 45°. В резервуар налита вода ( = 1000 кг/м³). Крышка прижата к трубе силой давления воды р и силой собственной тяжести G_кp= 0,290 кг.

Крышка поворачивается относительно линии уреза; расстояние от оси вращения до трубы od= 55 мм; mn = 90 мм.

Конец крышки в точке с соединен с тросом T, который, проходя через блоки, вне резервуара прикреплен к площадке (G_пл=0,125 кг) с грузом G_гp, причем G₁ =G_гр + G_пл.
Порядок выполнения работы

В резервуар наливают до определенного уровня воду. Силой давления воды и силой собственной тяжести крышка закрывает сечение трубы. На площадку, закрепленную на тросе, устанавливают груз G_гр. Затем через спускной кран воду из резервуара выливают. Когда момент силы тяжести груза G_гр относительно оси 0 станет больше суммы моментов силы давления воды на крышку и силы тяжести крышки, последняя откроется, и вода потечет по трубе квадратного сечения.

При проведении работы необходимо определить массу груза G_гр и измерить по водомерной трубке глубину Н воды в резервуаре в момент полного открытия крышки.

В результате работы измерением получили: G_гр = 3кг; Н = 35см=0,35м;
Обработка опытных данных

Силу давления воды на крышку вычисляют, установив давление в центре тяжести крышки, что определяется глубиной его погружения.

Глубину погружения центра тяжести крышки в момент открытия устанавливают двумя методами:

1. 
   непосредственно измерением:
   

---

;

2. 
   из уравнения сил, действующих на крышку в момент открытия. Уравнение моментов составляют относительно оси, проходящей горизонтально через точку 0.
   

Пренебрегая силой трения в блоках и в шарнире крышки, получим:



где G₁ =G_гр + G_пл - вес площадки с грузом; е = эксцентриситет гидростатического давления, м; I_c = bh³/12 = a⁴/12 sin³a– момент инерции крышки относительно оси, проходящей через центр тяжести ее и параллельно линии уреза; – статический момент крышки относительно линии уреза.

Решая уравнение моментов относительно h_c, можно получить:



Правильность этого решения рекомендуется проверить самостоятельно.

G₁ =G_гр + G_пл = 2,6*9,81 + 0,125*9,81= 26,7 Н





0,2046-0,007=0,1973м

Используя полученное в опыте значение h_с, необходимо установить ошибку измерения в процентах, приняв за истинное значение h_c, полученное из уравнения моментов.



Сила давления жидкости на наклонную поверхность (крышку затвора ) определяют по уравнению:

F = gh_cS= gh_ca²/ = 0,095²/

Силу давления необходимо рассчитать также графическим методом, построив эпюру гидростатического давления и определив ее объем.

---

Для построения эпюры давления находят гидростатическое давление на верхней кромке крышки в точке b и на нижней кромке в точке п (рис. 2.2):

Р₁ = g(Н –mn – а)= 1000*9,81*(0,35-0,09-0,095)= 1619Н;

Р₂ = g(Н – mn) = 1000*9,81*(0,35-0,09)= 2550 Н

В пространстве эпюра давления будет представлять собой призму, имеющую в основании трапецию. Объем ее:

³

Положение центра давления устанавливают расчетным путем по уравнению (2.2),



где у_с = – расстояние в плоскости стенки от центра тяжести до линии уреза, м; е= = – эксцентриситет гидростатического давления, м.

у_с =

I_c = 0,095⁴/12 sin³45= 1,92*10^-5 м⁴

=3,836*10^-3 м³

е = =5мм



Глубина погружения центра давления:



Общие выводы по выполненной работе:

В выполненной лабораторной работе мы ознакомились с общими законами статики жидкостей, с силами гидростатического давления на различные геометрические поверхности.

В выполненной лабораторной работе был поставлен опыт в ходе которого была найдена глубина воды над центром тяжести крышки в момент ее открытия. По результатам опыта определили силу суммарного давления воды на плоскую стенку и положение центра давления, а также построили эпюру давления и вычислили ее объем.

---

Лабораторная работа 3«Определение динамических коэффициентов для оценки расхода жидкости»

Тема. Гидродинамика трубопроводов: определение гидродинамических параметров потока движущейся жидкости при прохождении через измерительные приборы, представляющие местные сопротивления.

Цель работы:

1.Определить коэффициент дроссельного прибора диафрагмы и коэффициент расхода водомера Вентури.

2.Построить тарировочные графики обоих приборов, т.е. зависимости:

Q_д = f( Н_д) и Q_в= f( Н_в).



Схема лабораторного стенда (схема измерительных устройств);

Формулы для расчета параметров

Опыт 1. Диафрагма

Определение расхода производят не только объёмным методом, который в производственных условиях практически не применяют, но и с помощью различных расходомерных приборов. В промышленности наиболее распространены мерная шайба, или диафрагма, и водомер Вентури.

Диафрагма (рис. 3.1) представляет собой пластинку, имеющую большое центральное отверстие. Эта пластинка ставится в трубопровод нормально к направлению движения воды и укрепляется с помощью фланцев. Жидкость, протекая через отверстие диафрагмы, приобретает скорость движения бо́льшую, чем до этого отверстия. Следствием изменения скорости движения является падение давления, строго соответствующее изменению скорости. Таким образом, измеряя с помощью жидкостного дифференциального манометра изменение давления в жидкости и зная диаметры отверстия диафрагмы и трубопровода, можно определить расход.



Рисунок 3.1 – Схема устройства диафрагмы

Поток жидкости, проходя через сечение диафрагмы

---