Цель работы: изучить режимы течения жидкости и определить от чего они зависят.

Краткие теоретические сведения

Идеальнаямодельжидкости— модель жидкости, в которой взаимное перемещение частиц с неизменной скоростью

---

не встречает сопротивления и не требует затрат энергии.
Модельслоистогодвижения— модель жидкости, в которой частицы, обладающие разными скоростями, движутся равномерно и прямолинейно в разных прилегающих друг к другу слоях.
Деформация сдвига жидкости — проскальзывание одного слоя жидкости относительно другого.
В идеальных жидкостях и газах эта деформация проходит без трения и не требует затраты работы внешней силы.
В реальных жидкостях и газах деформация сопровождается затратами энергии на преодоление сил трения
Вязкость— свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу.
Количественно вязкость может быть получена из закона внутреннего трения Ньютона.
????=±???? ^????????, где

????????

???? — касательное напряжение между слоями (сила трения, отнесенная к единице площади соприкосновения слоев [Н^⁄м²];

???? — динамическая вязкость [Па⋅с]

---

Турбулентныйрежим— режим течения жидкости, при котором наряду с общим продольным направлением перемещения потока частицы начнут совершать движения в поперечном направлении, описывая сложные траектории в потоке.
Количественной мерой режима движения жидкости является число Рейнольдса Re. Зависит от расхода или средней скорости течения жидкости, кинематической вязкости и поперечных размеров потока.

Re =2320 — Критическое значение. При Reкр — ламинарный режим; Re>R????_кр — турбулентный режим.

Расчетные формулы

1. 
   Площадь поперечного сечения трубы
   

???? = ^????????2 м, где d — диаметр трубы, м

4

2. 
   Скорость течения потока жидкости
   

???? = ^????;м/с, где ???? — расход жидкости м³; ????— площадь поперечного сечения трубы.

????

3. 
   Число Рейнольдса
   

???????? = ^????????, где ???? — скорость течения потока жидкости м/с; d — диаметр трубы м; ???? —

????

кинематическая вязкость воды, м²/с.

4. 
   Кинематическая вязкость воды при атмосферном давлении
   

_{???? =} 0,0178

1+0,0337????+0?000221????²

·10⁻⁴ , м²/с, t — средняя температура среды, °C

5. 
   Соотношение средней и максимальной скоростей в турбулентном режиме
   

1

_????????38

???? =


1,64

Таблица результатов измерений и расчетов

№	d, м	f,м2	Q,л	w,м/с	t, ℃	ν, м2/с	Re	Режим движения жидкости
1	0,012	1,13·10−4	0,1	0,0148	20	1,009·10−6	175	Ламинарный
2	0,012	1,13·10−4	0,6	0,089	20	1,009·10−6	1051	Ламинарный
3	0,012	1,13·10−4	1,5	0,221	20	1,009·10−6	2628	Переходный
4	0,012	1,13·10−4	4,3	0,634	20	1,009·10−6	7536	Переходный
5	0,012	1,13·10−4	4,4	0,649	20	1,009·10−6	7711	Переходный
6	0,012	1,13·10−4	5,1	0,752	20	1,009·10−6	8938	Переходный
7	0,012	1,13·10−4	5,8	0,855	20	1,009·10−6	10165	Турбулентный
8	0,012	1,13·10−4	6,9	1,017	20	1,009·10−6	12093	Турбулентный
9	0,012	1,13·10−4	7,9	1,165	20	1,009·10−6	13845	Турбулентный
10	0,012	1,13·10−4	8,5	1,253	20	1,009·10−6	14897	Турбулентный
11	0,012	1,13·10−4	8,8	1,297	20	1,009·10−6	15423	Турбулентный
12	0,012	1,13·10−4	9,3	1,372	20	1,009·10−6	16298	Турбулентный
13	0,012	1,13·10−4	9,4	1,386	20	1,009·10−6	16474	Турбулентный
14	0,012	1,13·10−4	9,5	1,401	20	1,009·10−6	16649	Турбулентный
15	0,012	1,13·10−4	9,7	1,431	20	1,009·10−6	17000	Турбулентный
16	0,012	1,13·10−4	10,2	1,504	20	1,009·10−6	17876	Турбулентный
17	0,012	1,13·10−4	10,7	1,578	20	1,009·10−6	18752	Турбулентный
18	0,012	1,13·10−4	11,1	1,637	20	1,009·10−6	19453	Турбулентный

(Таблица1)

Примеры расчетов для таблицы №1 значения №4

_{???? =} ????????² ₌ 3,14·0,012² ₌
1,13·10

−4 _м;

4 4

_???? 4,3·10⁻³

???? = =

????

1,13·10⁻⁴·60 ^{= 0,634 м/с}

_{???? =} 0,0178

1+0,0337·20+0?000221·20²

· 10⁻⁴= 1,009·10⁻⁶, м²/с,

???????? =

???????? ₌

????

0,634·0,012²


=
1,009·10^{−6 7536}

На основе данных таблицы №1 были рассчитаны следующие значения:

№	Lg(Re)	ω	№	Lg(Re)	ω
1	2,24	0,50	10	4,17	0,79
2	3,02	0,50	11	4,19	0,79
3	3,42	0,75	12	4,21	0,79
4	3,88	0,77	13	4,22	0,79
5	3,89	0,77	14	4,22	0,79
6	3,95	0,77	15	4,23	0,79
7	4,01	0,78	16	4,25	0,79
8	4,08	0,78	17	4,27	0,79
9	4,14	0,78	18	4,29	0,79

(Таблица №2)

Пример расчета для таблицы №2 значения №4

???? =

1


_????????38

=

1,64

1


7536³⁸


1,64
= 0,77

ω
Графическая обработка данных

На основе таблицы №2 построена зависимость соотношения средней и максимальной скоростей жидкости от LgRe

Вывод: В ходе лабораторной работы были изучены режимы течения жидкостей. Было установлено, что режимы течения жидкостей зависит от числа Рейнольдса, которое, в свою очередь, зависит от скорости течения жидкости, диаметра поперечного сечения потока и кинематической вязкости жидкости. Также на практике было установлено, что изменяя расход жидкости, скорость потока также изменяется: при постоянном значении площади поперечного сечения трубы чем больше скорость потока, тем выше его скорость. На основе полученных данных была построена зависимость соотношения средней и максимальной скоростей жидкости от LgRe, при разных режимах течения жидкостей, полученных экспериментально.

---

Смотрите также файлы

• А Аm sin(t ).docx

• Исследование Газовой турбины v94. 2 фирмы siemens Подготовила студентка группы 218 Э.pptx

• Методические рекомендации по написанию, оформлению курсовой работы для специальности.docx

• московский финансовопромышленный университет синергия Дисциплина Правоведение Эссе.doc

• азастандаы лттар достастыы блімі бойынша жиынты баалау.docx