Гидравлика. Гидрогазодинамика. Лабораторный практикум
Работа добавлена: 2016-07-27





МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

А. Г. ПОЗДЕЕВ       Ю. А. КУЗНЕЦОВА

ГИДРАВЛИКА

ГИДРОГАЗОДИНАМИКА

Лабораторный практикум

Йошкар-Ола

ПГТУ

2012

УДК 556.1 (07)

ББК 30.123 я7

    П 47

Рецензент:

доктор технических наук, профессор ПГТУИ. А. Полянин

кандидат технических наук, доцент МарГУО. Г. Введенский

Печатается по решению

редакционно-издательского совета ПГТУ

Поздеев, А. Г.

Гидравлика. Гидрогазодинамика: лабораторный практикум / А. Г. Поздеев, Ю. А. Кузнецова. Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2012.– 84с.

ISBN 978-5-8158-1072-3

Представлены описание и порядок проведения лабораторных работ по дисциплинам «Гидравлика», «Гидрогазодинамика». Даны рекомендации для обработки полученных экспериментальных данных.

Для студентов направлений 280100 «Природообустройство и водопользование», 280700 «Техносферная безопасность», 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника».

УДК 556.1

ББК 30.123 я7

ISBN 978-5-8158-1072-3   © Поздеев А. Г., Кузнецова Ю. А., 2012

                            © Поволжский государственный

                            технологический университет, 2012

Предисловие

При изучении гидравлики студентами направления 280100 «Природообустройство и водопользование» аудиторная работа включает выполнение следующих лабораторных работ: «Определение гидростатического давления», «Построение формы свободной поверхности жидкости в цилиндрическом сосуде, вращающемся вокруг вертикальной оси», «Определение режима движения жидкости», «Определение коэффициента расхода водомера Вентури», «Диаграмма уравнения Бернулли», «Определение потерь напора по длине, коэффициента гидравлического сопротивления трения и коэффициента шероховатости трубы», «Потери напора на внезапном расширении», «Определение коэффициента расхода при истечении жидкости через отверстия и насадки», «Определение коэфициента расхода при истечении через водослив с широким порогом», «Испытания центробежного насоса», «Определение теоретической производительности и объемного к.п.д. роторных насосов», «Экспериментальное определение объемного к.п.д. шестеренного насоса».

При изучении гидрогазодинамики студентами направлений 280700 «Техносферная безопасность» и 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» аудиторная работа включает кроме приведенных выше еще три работы:«Течение газа по каналу переменного сечения», «Определение аэродинамических характеристик профиля турбинной лопатки», «Испытание центробежного вентилятора».

При составлении работ с первой по четвертую, шестой и восьмой лабораторного практикума использованы материалы руководства [13], а при составлении работ с тринадцатой по пятнадцатую – материалы практикума [1].

В лабораторном практикуме приведены краткие описания работ и лабораторных установок для их выполнения, представлен порядок проведения опытов и их обработки, включая форму отчета. Кроме того, указаны главы и параграфы учебников, рекомендуемых для подготовки к выполнению и защите лабораторных работ. При изучении курса по этим учебникам студенты должны самостоятельно проработать необходимый материал по приведенному в лабораторном практикуме перечню тем и вопросов.

Порядок выполнения работ:

1. Перед выполнением каждой лабораторной работы студент должен изучить ее описание, изложенное в настоящем лабораторном практикуме, и проработать теоретический материал по теме работы. Перед началом лабораторной работы преподаватель проводит краткий опрос студентов с целью выяснения их подготовленности к проведению работы. Неподготовленные студенты к проведению работ не допускаются.

2. Перед началом работ в лаборатории студенты проходят инструктаж по технике безопасности с соответствующим оформлением в журнале.

3. Запись всех измерений и результаты необходимых вычислений заносятся каждым студентом в бланк отчета. При оформлении отчета по лабораторным работам для каждой работы следует привести название, цель работы, схему экспериментальной установки, результаты экспериментов и их обработки, придерживаясь формы таблиц, представленных в лабораторном практикуме, и выводы по работе.

4. Защита лабораторных работ проводится во время, назначаемое преподавателем. Основные контрольные вопросы к защите работы даны в конце описания каждой лабораторной работы.

Техника безопасности при проведении лабораторных работ

1. Общие требования:

  1. Все студенты, связанные с работой в лаборатории, обязаны пройти инструктаж по безопасному выполнению работ, о чем расписываются в журнале инструктажа по технике безопасности.
  2. К работам по эксплуатации электроустановок до 1000 В (установочных, осветительных, технических средств обучения и электрических машин) допускаются лица, прошедшие медицинский осмотр и инструктаж по охране труда. Не электротехническому персоналу, эксплуатирующему электроустановки до 1000 В, прошедшему инструктаж и проверку знаний по электробезопасности, присваиваетсяI квалификационная группа допуска с оформлением в журнале установленной формы с обязательной росписью проверяющего и проверяемого.
  3. Все лица, связанные с работой в лаборатории, должны соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, установленные режимы труда и отдыха.
  4. При работе в лаборатории и эксплуатации электроустановок до 1000 В возможно воздействие на работающих следующих опасных производственных факторов:

- поражение электрическим током при прикосновении к токоведущим частям;

- неисправности изоляции или заземления;

- воздействие влажности.

  1. Действие факторов: вследствие неисправности кабеля, электрической вилки (розетки) или замыкания цепи работающий попадает под напряжение.
  2. При эксплуатации электроустановок до 1000 В в лаборатории должны использоваться следующие средства индивидуальной защиты: указатель напряжения, инструмент с изолированными ручками.
  3. Лица, эксплуатирующие электроустановки до 1000 В, обязаны строго соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения, а также отключающих устройств (рубильников) для снятия напряжения.
  4. О каждом несчастном случае пострадавший или очевидец несчастного случая обязан немедленно сообщить администрации ПГТУ. При неисправности электроустановки прекратить работу, снять с нее напряжение и сообщить администрации учреждения.
  5. В процессе эксплуатации электроустановок персонал должен соблюдать правила использования средств индивидуальной защиты, соблюдать правила личной гигиены, содержать в чистоте рабочее место.
  6. Оборудование, установки, приборы, инструменты должны использоваться только по прямому назначению.
  7. В лаборатории должны проводиться только те виды работ, которые соответствуют плану работы лаборатории. Запрещается проводить другие виды работ.
  8. Лица, допустившие невыполнение или нарушение инструкции по охране труда, привлекаются к дисциплинарной ответственности в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка и, при необходимости, подвергаются внеочередной проверке знаний норм и правил охраны труда.

2. Требования безопасности перед началом работы:

  1. Ознакомиться с инструкцией по технике безопасности на рабочем месте и получить дополнительный инструктаж, о чем делается соответствующая запись в журнале инструктажа по технике безопасности.
  2. Привести в порядок свою рабочую одежду.
  3. Проверить освещение рабочего места – оно должно быть достаточным, свет не должен слепить глаза.
  4. Проверить отсутствие внешних повреждений электроустановки, наличие и исправность контрольных, измерительных и сигнальных приборов, тумблеров, переключателей и т.п.
  5. Убедиться в целостности крышек электророзеток и выключателей, электровилки и подводящего электрокабеля.
  6. Убедиться в наличии и целостности заземляющего проводника корпуса электроустановки.
  7. Проверить наличие и исправность средств индивидуальной защиты, отсутствие их внешних повреждений.
  8. Внимательно осмотреть рабочее место и привести его в порядок, убрать посторонние предметы.
  9. Запрещается:
    • производить работу установки без разрешения руководителя;
    • включать силовые и осветительные рубильники без разрешения руководителя;
    • входить в силовые и моторные отделения без особого разрешения руководителя работ;
    • включать схему, работающую под напряжением, без предварительной проверки и без разрешения руководителя;
    • работать с незаземленным оборудованием. Отключать и обрывать провода защитного заземления;
    • снимать и перевешивать предупреждающие и запрещающие плакаты.

3. Требования безопасности во время работы:

  1. Перед включением электроустановки в электрическую сеть, при необходимости, встать на диэлектрический коврик (если покрытие пола выполнено из токопроводящего материала).
  2. Не включать электроустановку в электрическую сеть мокрыми и влажными руками.
  3. Соблюдать правила эксплуатации электроустановки, не подвергать ее механическим ударам, не допускать падений.
  4. Не касаться проводов и других токоведущих частей, находящихся под напряжением, без средств индивидуальной защиты.
  5. Запрещается передвижение по лаборатории без необходимости.
  6. Запрещается находиться в лаборатории в верхней одежде, а также вешать ее на лабораторное оборудование.
  7. Все работающие в лаборатории обязаны бережно относиться к оборудованию.
  8. Следить за исправной работой электроустановки, целостностью изоляции и заземления.
  9. Не разрешается работать на электроустановках в случае их неисправности, искрения, нарушения изоляции и заземления.
  10. В случае пореза следует оказать первую помощь пострадавшему, воспользоваться аптечкой, остановить кровотечение, обратиться к преподавателю.

4. Требования безопасности в аварийных ситуациях:

  1. При появлении неисправности в работе электроустановки, искрении, нарушении изоляции проводов или обрыве заземления, прекратить работу, отключить общий рубильник и закрыть все задвижки и краны. Сообщить администрации ПГТУ о случившемся. Работу продолжать только после устранения неисправности электриком.
  2. При обнаружении оборванного электрического провода, свисающего или касающегося пола (земли), не приближаться к нему, немедленно сообщить администрации учреждения, самому оставаться на месте и предупреждать других людей об опасности.
  3. В случае загорания электроустановки, немедленно отключить ее от электрической сети, а пламя тушить только песком, углекислотным или порошковым огнетушителем.
  4. При поражении электрическим током немедленно отключить напряжение; при отсутствии дыхания и пульса у пострадавшего сделать ему искусственное дыхание или провести непрямой (закрытый) массаж сердца до восстановления дыхания и пульса, сообщить о несчастном случае администрации учреждения, при необходимости отправить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.
  5. После происшедшего несчастного случая выяснить причины аварии и пути ее устранения.

5. Требования безопасности после окончания работы

  1. Отключить электроустановку от электрической сети. При отключении от электророзетки не дергать за электрический шнур (кабель).
  2. Закрыть все водопроводные краны и задвижки.
  3. Привести в порядок рабочее место.

Лабораторная работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

1. Краткое описание работы, ее цель.

При выполнении данной работы студенты проводят опытную проверку основного уравнения гидростатики; знакомятся с измерительными приборами – пьезометрами, манометрами и вакуумметрами, с помощью которых измеряют вакуум и избыточное давление внутри жидкости и в замкнутой воздушной области над поверхностью жидкости.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Понятие гидростатического давления, его свойства. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Понятие избыточного (манометрического) и вакуумметрического давлений. Приборы для измерения избыточного и вакуумметрического давлений: пьезометр, манометр, вакуумметр. Удельная потенциальная энергия жидкости – пьезометрический напор.

Литература: [3, с.23, 28-31], [8, с.13-15], [14, с.27-37].

3. Описание лабораторной установки.

Опытная установка (рис. 1.1) состоит из металлического герметично закрытого резервуара 1 с жидкостью (водой), в боковой стенке которого имеются отверстия для присоединения измерительных приборов: пьезометров 2, манометра 3 и водомерного стекла 4, показывающего положение уровня воды в баке 1. Различное давление воздуха над поверхностью жидкости создается с помощью насоса, присоединяемого к нипельному устройству 6 в крышке бака. Величина давления на поверхности жидкости измеряется манометром 7 или вакууметром 8. Для измерения малых вакуумметрических давлений, когда пользование шкалой механического вакуумметра 8 затруднительно, к воздушному пространству над жидкостью присоединен жидкостный вакуумметр – обратный пьезометр 9. Вблизи пьезометров и у водомерного стекла поставлены рейки со шкалами.

Рис. 1.1. Схема лабораторной

установки[13]

4. Порядок проведения опытов.

Измерение гидростатического давления производится на свободной поверхности (в замкнутой воздушной области) и внутри жидкости в точках 1 и 1', лежащих в одной горизонтальной плоскости.

Работа выполняется для трех вариантов давления на свободной поверхности.

1. Давление на свободной поверхности жидкости равно атмосферному (), то есть кран  ниппельного устройства 6 сообщается с окружающей атмосферой (открыт).

Снимаются показания: избыточное давление  в точке 1' по манометру 3 и пьезометрическая высота  в этой же точке – по пьезометру; глубина погружения  точки 1 под уровень свободной поверхности – по водомерному стеклу 4.

Все замеры заносятся в таблицу и показываются с обозначениями на схеме (рис. 1.2, а).

2. Давление в воздушном пространстве над свободной поверхностью устанавливается больше атмосферного (). Кран  закрыт; кран  открыт, и с помощью насоса воздух нагнетается в замкнутое пространство над  свободной поверхностью жидкости до получения некоторого избыточного давления , после чего все краны перекрываются.

Измеряется избыточное давление на поверхности жидкости и вблизи дна сосуда – по показаниям манометров 3 и 7, пьезометрическая высота для точки 1 и глубина погружения этой точки.

Все замеры заносятся в таблицу и на схему (рис. 1.2, б).

Рис.1.2. Схемы лабораторной установки с результатами измерений [13]

3. Давление на свободной поверхности устанавливается меньше атмосферного ().

Кран  закрыт, кран  открыт, и с помощью насоса воздух частично отсасывается из сосуда до получения некоторого разряжения под крышкой сосуда.

Измеряется вакуум на поверхности жидкости, избыточное давление в точках 1 и 1' вблизи дна сосуда манометром 3 и пьезометром 2, глубина погружения точек 1 и 1'.

При малом разряжении воздуха в сосуде над свободной поверхностью механический вакуумметр не позволяет взять точное показание, поэтому величину вакуума можно измерить с помощью обратного пьезометра 9, опущенного в бачок с жидкостью. При наличии вакуума жидкость поднимается по обратному пьезометру на вакуумметрическую высоту .

Все замеры заносятся в таблицу и показываются с обозначениями на схеме (рис. 1.2, в).

При проведении опытов следует убедиться, что величина статического напора для всех точек жидкости в каждом опыте одинакова.

При сравнительно небольших давлениях трудно взять точное значение давления по механическим манометрам 3 и 7. Поэтому, чтобы избежать неточностей и расхождений в результатах обработки, следует еще во время опыта, перед записью в журнал, сверить показания манометра и пьезометра, имея ввиду, что пьезометр дает точное показание величины давления. Для этого надо знать (или заранее определить), сколькими метрами водяного столба уравновешивается давление, равное одной технической атмосфере.

5. Обработка экспериментальных данных.

При обработке опытных данных и при записи в журнал следует четко различать между собой понятия абсолютного, избыточного (сверхатмосферного) и вакуумметрического давления: ни один из приборов установки не измеряет абсолютного давления, а измеряет или избыток давления над атмосферным (), или недостаток до атмосферного (). Для определения абсолютного давления следует принимать давление окружающей нас воздушной среды .

На схемах (рис. 1.2 а, б, в) следует показать следующие высоты и их значения: , , , , , .

6. Форма отчета.

Таблица 1.1 –Регистрация и обработка опытных данных

№ опыта

Давление на свободной поверхности

Давление у дна сосуда

Определение абсолютного гидростатического давления по уравнению гидростатики

Показания

приборов

Абсолютное давление , Па

Показания

приборов

Абсолютное давление , Па

манометр,

кг/ссм2

вакуумметр,

кгс/см2

пьезометр,м

манометр,

кгс/см2

Показание водомерной трубки , м

Абсолютное давление , Па

7. Контрольные вопросы:

  1. Записать и пояснить основное уравнение гидростатики.
  2. Дать определение абсолютного, избыточного (манометрического) и вакуумметрического давления.
  3. Каковы единицы измерения гидростатического давления? Какова между ними взаимосвязь?
  4. Какие приборы служат для измерения избыточного (манометрического) давления? Расскажите о принципе их действия и пределах измеряемых величин.
  5. Какими приборами можно измерить вакуум? Расскажите о принципе их действия и пределах измерений.
  6. Назовите простейший прибор для измерения гидростатического давления.
  7. Как изменяется избыточное давление с изменением глубины погружения точки?
    1. Каково максимальное значение вакуума?
    2. Что называется вакуумметрической высотой? Что она измеряет?
    3. Что называется пьезометрической высотой? Что измеряется ею?
    4. Что называется пьезометрическим напором? Каков его геометрический и энергетический смысл?
      1. Какой высотой водяного столба создается гидростатическое давление, равное одной технической атмосфере?
      2. Что называется плотностью и объемным весом жидкости? Как они взаимосвязаны? Каковы единицы их измерения в системе СИ?

Лабораторная работа № 2

ПОСТРОЕНИЕ ФОРМЫ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ

В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ СОСУДЕ,

ВРАЩАЮЩЕМСЯ ВОКРУГ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Целью данной работы является изучение законов гидростатики при относительном покое жидкости – на примере вращающегося вертикального сосуда.

В процессе работы необходимо установить экспериментальным путем форму свободной поверхности жидкости во вращающемся сосуде и сопоставить результаты эксперимента с данными теоретического расчета.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Дифференциальные уравнения Эйлера равновесия жидкости. Интегрирование этих уравнений. Поверхности равного давления. Свободная поверхность жидкости. Основное уравнение гидростатики. Давление жидкости на плоские стенки. Эпюры давления. Относительный покой жидкости.

Литература: [3, с.23-28], [8, с.15-26], [14, с.37-39].

3. Описание экспериментальной установки.

Установка (рис. 2.1) состоит из открытого вертикального цилиндрического сосуда 1, который приводится во вращение валом 5 от электродвигателя ( об/мин) через редуктор с передаточным числом 10 (электродвигатель и редуктор на рисунке не приведены).

Для измерения вертикальных отметок  точек, лежащих на поверхности жидкости, и горизонтальных их координат  служит мерная игла 2, которая может перемещаться в вертикальном направлении и по горизонтальной рейке 3 вдоль горизонтальной оси сосуда.

Рейка 3 закреплена на стойке 4 и имеет шкалу.

Штанга мерной иглы снабжена шкалой и нониусом для взятия вертикальных отсчетов  и нониусом – для снятия координат .

Рис.2.1. Схема лабораторной

установки[13]

4. Порядок проведения опытов.

В неподвижный сосуд 1 наливают жидкость до отметки  по мерной игле 2, затем включают электродвигатель, приводящий сосуд во вращение. Благодаря силам трения, стенки вращающегося сосуда будут увлекать за собой жидкость, и через некоторое время вся жидкость в сосуде будет

вращаться вместе с сосудом с той же угловой скоростью  – жидкость придет в состояние относительного покоя; свободная поверхность жидкости примет форму параболоида вращения с полной высотой .

После этого производят необходимые измерения мерной иглой 2. Сначала иглу устанавливают так, чтобы ее ось совпала с осью сосуда , при этом ноль нониуса должен совпасть с отсчетом на горизонтальной рейке . Затем иглу опускают до соприкосновения ее острия со свободной поверхностью (точка 0') и берут отсчет по нониусу иглы. После этого поднимают иглу и перемещают на 1 см влево или вправо от оси и снова опускают до соприкосновения с поверхностью, снова берут отсчеты по нониусу иглы –  и по горизонтальной шкале – . Перемещаясь по радиусу сосуда через 1 см, берут 6-7 точек. Последнее положение иглы – вблизи стенки – должно быть выбрано так, чтоб игла не задевала о стенку сосуда. Данные измерений записываются в журнал, при этом в строку «0» записываются отсчеты  и  для осевого положения мерной иглы.

Измеряются и вносятся в журнал: радиус сосуда, отметки дна сосуда и уровня жидкости до начала вращения сосуда.

5. Обработка экспериментальных данных.

Обработка данных производится в следующем порядке:

1) Определяются опытные значения превышения  любой точки параболоида вращения над его вершиной 0':

.

2) Определяют теоретические значения этого превышения  по формуле

,

– угловая скорость вращения сосуда с жидкостью;  – радиус вращения, то есть наикратчайшее расстояние от данной точки свободной поверхности до оси вращения сосуда.

Угловая скорость вращения сосуда, выраженная в радианах в секунду, равна:

,

где  – частота вращения сосуда, об/мин.

3) Найденные значения  сопоставляются между собой. Расхождение  между величинами в процентах подсчитывается по формуле

.

4) Строятся опытная и теоретическая кривые свободной поверхности на одном чертеже.

5) Строятся эпюры избыточного гидростатического давления на дно и стенки сосуда для двух случаев: при относительном покое (во время вращения сосуда) и при абсолютном покое (до вращения).

Построение ведется для одной половины сосуда, в масштабе . Все данные для построения эпюр: глубины, гидростатические давления в характерных точках и т. д. должны быть записаны под каждой эпюрой.

6. Форма отчета.

Таблица 2.1 –Регистрация и обработка опытных данных [13]

№ точки

Отсчет по горизонтальной рейке , см

Радиус вращения точки , см

Отсчет по мерной игле , см

Превышение точки над вершиной параболоиды вращения

по опыту

, см

по расчету

, см

расхождение

, %

0

1

2

3

4

5

6

7. Контрольные вопросы:

1. Дать определение относительного и абсолютного покоя жидкости.

2. Что называется «поверхностью равного давления?»

3. Записать уравнение поверхности равного давления и пояснить его.

4. Записать, чему равна сила тяжести и ее единичная проекция на оси координат.

5. Записать, чему равна сила инерции и ее единичная проекция на оси координат.

6. Какова форма свободной поверхности в рассматриваемом случае вращающегося сосуда и при абсолютном покое жидкости?

7. Как определить гидростатическое давление в любой точке дна и стенки вращающегося сосуда?

8. Как определить полную высоту параболоида вращения?

9. Насколько опускается вершина параболоида и поднимаются его концы относительно первоначального уровня жидкости в сосуде?

10. Как определить гидростатическое давление в любой точке дна и стенки вращающегося сосуда?

11. Есть ли разница в величине гидростатического давления на дно и стенки сосуда до начала вращения его и во время вращения?

12. Как вычислить силу избыточного давления на дно сосуда?

13. Назвать примеры относительного покоя жидкости, встречающиеся в технике.

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

В данной лабораторной работе экспериментально изучается тема, относящаяся к разделу «Гидродинамика».

Целью работы является:

а) визуальное наблюдение режимов движения воды в стеклянной трубке;

б) экспериментальное определение чисел Рейнольдса для наблюдаемых режимов движения жидкости.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Виды движения жидкости. Элементы потока жидкости. Расход жидкости и средняя скорость. Уравнение неразрывности. Объемный способ определения расхода жидкости. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкостей. Число Рейнольдса. Критическое число Рейнольдса. Практическое приложение знания режимов движения жидкости.

Литература: [3, с.58-60], [5, с. 100-143], [6, с.69-72, 225-235], [8, с.69-72], [14, с.110-124].

3. Описание лабораторной установки.

Изменение режима движения жидкости в трубопроводе можно наблюдать на приборе Рейнольдса, схема которого показана на рис. 3.1. Опытная установка состоит из напорного бака 1, в который вода поступает из водопроводной сети по трубе 7. Горизонт воды в баке поддерживается постоянным благодаря холостому сливу 6. Из напорного бака вода поступает в стеклянную трубу 2 с краном 3 на конце для регулирования количества жидкости, поступающей из резервуара в трубу. Кроме того, имеется бачок 4 с тонкой трубкой 5, которая подведена к центру трубы 2 и снабжена краном 10. В бачок 4 заливается подкрашенная вода. Для определения температуры, от которой зависит вязкость жидкости, служит термометр 8. Количество жидкости, проходящей из резервуара 1 через трубу 2, измеряется при помощи мерной емкости 9. Время, в течение которого заполняется мерный бак 9, засекается по секундомеру.

Рис.3.1. Схема лабораторной установки [13]

4. Порядок проведения опытов.

1) До начала опытов следует заполнить напорный бак 1 водой, а бачок 4 – подкрашенной жидкостью.

2) С помощью крана 3 устанавливают в трубе 2 небольшой расход, при котором имеет место ламинарный режим.

3) Постепенным открытием краника 10 по трубке 5 подается красящая жидкость в виде тонкой струйки.

4) Наблюдая ламинарный режим, измеряют расход, засекая время наполнения мерного бака.

5) Постепенное открытие крана 3 приводит к увеличению скорости течения в трубе, появлению колебаний, а при достижении критической скорости – к быстрому перемешиванию окрашенной струйки с потоком воды. Вновь производятся замеры расхода.

6) После выполнения замеров при ламинарном, турбулентном режиме и в момент смены режимов замеряется температура воды в напорном баке.

5. Обработка экспериментальных данных.

Необходимые вычисления:

1) Расход воды в стеклянной трубе:

,

где  – объем воды, поступившей в мерный бак;  – время наполнения бака.

2) Средняя скорость течения в стеклянной трубе:

.

3) Кинематический коэффициент вязкости воды по формуле Пуазейля:

,

где  – температура воды в градусах Цельсия.

4) Число Рейнольдса по формуле

.

5) Критическая скорость течения в трубе по формуле

.

6. Форма отчета.

Таблица3.1 –Регистрация опытных данных[13]

№ опыта

Диаметр трубы

, см

Объем воды

, см3

Время наполнения бака , с

Температура воды

, ºС

1

2

3

Таблица3.2 –Обработка опытных данных

№ опыта

Площадь поперечного сечения трубы , см2

Расход воды , см3

Средняя скорость течения , см/с

Коэффициент кинематической вязкости , см2

Число Рейнольдса

Режим движения жидкости

1

2

3

7. Контрольные вопросы:

1. Какие существуют режимы движения жидкости? Чем они визуально отличаются друг от друга?

2. Что называется числом Рейнольдса? Каково его критическое значение?

3. Что называется критической скоростью?

4. Как определить режим движения в трубе по величине критической скорости?

5. Как установить наличие того или другого режима не визуально, а расчетным путем?

6. Как влияют геометрические размеры потока на установление того или иного режима движения жидкости?

7. Как влияет вязкость на режим движения?

8. Как влияет температура на режим движения?

9. Что называется вязкостью? Сформулируйте закон Ньютона о трении.

10. Какими коэффициентами оценивается вязкость жидкости?

11. Каково практическое приложение знания режимов жидкости?

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА ВОДОМЕРА ВЕНТУРИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

На использовании уравнения Бернулли основаны многие устройства для измерения расхода жидкости в трубах – двухконусные водомеры, водомерные диафрагмы и сопла.

Принцип действия этих приборов основан на создании в потоке перепада статических напоров с помощью сужающих устройств.

Цели работы:

1) применяя уравнение Бернулли к потоку, протекающему через расходомер, установить функциональную зависимость между перепадом статических напоров и расходом жидкости;

2) провести тарировку водомера с тем, чтобы определить величину поправочного коэффициента к теоретической зависимости для расхода – коэффициента расхода водомера ().

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли для установившегося движения невязкой (идеальной) жидкости. Распространение уравнения Бернулли на вязкую жидкость. Геометрическое и энергетическое толкование уравнения Бернулли. Коэффициент Кориолиса. Общие понятия о потерях напора. Виды гидравлических потерь. Методы и приборы для измерения скоростей, расхода и напора жидкости. Трубка Пито, водомер Вентури.

Литература: [3, с.43-53], [5, с.72-100], [6, с.32-44], [8, с.43-61], [14, с.81-89, 97-104, 129].

3. Описание лабораторной установки.

Рис.4.1. Схема лабораторной установки[13]

Рис. 4.2. Схема водомера Вентури[13]

Из напорного бака 1 вода поступает в горизонтальную трубу 2, в средней части которой установлен расходомер Вентури 3 с пьезометрами. Изменение расхода достигается изменением сопротивления вентиля 4 в конце трубы. Измерение расхода ведется с помощью мерной ёмкости 5 с водомерным стеклом 6.

Водомер Вентури – это двухконусный водомер (рис. 4.2), состоящий из двух конусообразных патрубков со вставкой меньшего диаметра по сравнению с диаметром трубы, в которую вставляется водомер. Вдоль оси прибора устанавливаются два пьезометра: один – перед началом конусообразного сечения, второй – по середине суженной вставки.

4. Порядок проведения опытов.

Установив произвольное открытие вентиля 4, выждать некоторое время, чтобы течение в трубе стало установившимся. Замерить показания пьезометров по миллиметровой шкале. Одновременно замерить объем воды, поступившей в мерную емкость, засекая при этом время ее наполнения.

Повторить опыты 3-4 раза при разных произвольных положениях вентиля 4.

Все опытные данные заносятся в соответствующую таблицу отчета.

5. Обработка экспериментальных данных.

Применяя уравнение Бернулли к потоку, протекающему через расходомер, установить функциональную зависимость между перепадом статических напоров  и расходом жидкости .

Для каждого опыта определить разность пьезометрических высот по формуле

.

Вычислить теоретическое значение расхода по зависимости

,

где  – константа прибора, определяется по выражению

.

Вычислить действительный расход на основании проведенных замеров объемов  по формуле

.

Найти значения коэффициента расхода водомера, соответствующие каждому опыту, по формуле

.

Взять среднеарифметическое значение  и окончательно записать функциональную зависимость расхода от перепада статических напоров с указанием единиц измерения всех членов.

6. Форма отчета.

Таблица 4.1 –Регистрация опытных данных [13]

опыта

Диаметр, см

Показания пьезометра, см

Объем воды

, см3

Время наполнения бака

, с

патрубка

горловин

1

2

3

Таблица 4.2 –Обработка опытных данных[13]

№ опыта

Площадь поперечного сечения патрубка

, см2

Разность показаний пьезометров , см

Расход воды, см3

Коэффициент расхода

по опыту

по формуле

1

2

3

7. Контрольные вопросы:

1. Каково назначение водомера Вентури? На каком принципе основана работа водомерных устройств?

2. Запишите уравнение Бернулли и дайте геометрическую и физическую интерпретацию уравнения.

3. Что называется пьезометрической высотой и пьезометрическим (статическим) напором?

4. Покажите на рисунке разность пьезометрических высот и пьезометрических напоров при горизонтальном и наклонном положении водомера.

5. Изменяются ли формулы для определения расхода водомера при наклонном положении водомера?

6. Записать и пояснить уравнение неразрывности потока.

7. В какой зависимости находится соотношение между скоростями в сечениях водомера от соотношения диаметров в этих сечениях?

8. Как определить константу  и чему она равна?

9. Какого рода потери имеются в водомере? Пояснить влияние потерь при вычислении теоретического расхода.

10. Чем вызвано введение коэффициента  в формулу расхода?

11. Пояснить, зачем устраивается суженная вставка между конусами водомера.

12. Что называется диффузором и конфузором?

Лабораторная работа № 5

ДИАГРАММА УРАВНЕНИЯ БЕРНУЛЛИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Целью работы является:

1) опытная проверка уравнения Бернулли;

2) построение графика напоров, т.е. построение пьезометрической и напорной линии.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока реальной жидкости при установившемся движении. Интерпретация каждого из членов уравнения Бернулли. Два вида потерь напора. Понятие гидравлического и пьезометрического напора и уклона. Графическая иллюстрация уравнения Бернулли.

Литература: [3, с.43-53], [5, с.72-100], [6, с.32-44], [8, с.43-61], [14, с.81-89, 97-104].

3. Описание лабораторной установки.

Работа выполняется на модуле М3 стенда гидравлического «Гидродинамика ГД» (рис. 5.1).

В состав стенда входят: стол 1; щит пьезометров 2; впускной коллектор 3; ротаметры 4; напорная магистраль 5 с встроенной диафрагмой 6; бак 7 с насосом 8 и помпой 9; делительная воронка 10, комплект исследуемых модулейM1-М4. Стол 1 представляет собой сварную раму, на которой закреплена столешница. На поверхности стола 1 закреплены два ротаметра 4 (Р1 и Р2), верхние фланцы которых с помощью трубопроводов подведены к напорной магистрали 5. Нижние фланцы ротаметров 4 через трубопроводную арматуру (вентили В1 и В2) соединены с насосом 8 (H1). В напорную магистраль 5 вмонтирована мерная диафрагма 6, контрольные точки которой с помощью гибких трубок соединены с пьезометрическими трубками щита пьезометров 2. Напорная магистраль 9 подведена к коллектору 3. Щит пьезометров 2 установлен вертикально на задних стойках стола 1. На щите пьезометров 2 расположены панель управления 13, четыре группы пьезометров 14-17, штатив с делительной воронкой 10 и панель для информации 18. На панели управления 13 размещены клавиши включения сети, насосаH1 и помпы Н2. Нижние концы пьезометрических трубок каждой группы пьезометров соединены с соответствующими штуцерами диафрагмы 6 и штуцерами исследуемых модулейMl-М3. Возле каждой пьезометрической трубки расположены измерительные линейки.

Рис. 5.1. Схема стенда гидравлического «Гидродинамика ГД»

Модуль М3 – «Диаграмма Бернулли», представляет собой круглую трубу с участком «трубы Вентури», имеющую ряд отверстий, снабженных штуцерами для отбора давлений в исследуемых точках (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема модуля М3 «Диаграмма Бернулли»

4. Порядок проведения опытов.

Работа проводится на модуле М3 (рис. 5.2). Для выполнения работы необходимо:

5. Обработка экспериментальных данных.

По результатам измерений следует вычислить скорость в каждом сечении трубы Вентури , а затем скоростной напор .

На чертеж нанести:

В заключение отчета рекомендуется дать объяснения получившейся конфигурации энергетических графиков.

6. Форма отчета.

Таблица 5.1 –Регистрация и обработка опытных данных

№ пьезометра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

, см

, см

, см2

, см

, см

7. Контрольные вопросы:

  1. Что называется установившимся и неустановившимся напорным и безнапорным движением жидкости?
  2. Что называется идеальной и реальной жидкостью? Какими свойствами наделяется идеальная жидкость?
  3. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и дайте его физическую и геометрическую интерпретацию.
  4. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости и дайте его интерпретацию.
  5. Напишите уравнение Бернулли для целого потока и дайте его интерпретацию.
  6. Что измеряется пьезометрической трубкой?
  7. Что измеряется скоростной трубкой? Каков принцип ее работы?
  8. Объясните смысл коэффициента кинетической энергии .
  9. Что называется гидравлическим и пьезометрическим уклоном?
  10. Условия применимости уравнения Бернулли.
  11. Объяснить построение графика напоров.

Лабораторная работа №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА ПО ДЛИНЕ,

КОЭФФИЦИЕНТА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЯ

И КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ ТРУБЫ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Целью настоящей лабораторной работы является изучение потерь напора при равномерном движении жидкости в напорных трубах.

В процессе выполнения работы необходимо:

1)опытным путем определить потери напора по длине на двух прямолинейных участках трубопровода, один из которых нормальной, а другой повышенной шероховатости, обратив внимание на влияние шероховатости на величину потерь напора по длине;

  1. вычислить значения коэффициента гидравлического сопротивления трения ;
  2. вычислить значения коэффициента Шези  и коэффициента шероховатости трубы ;

4)построить график напоров.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Потери напора по длине трубы, их природа. Распределение скоростей и касательных напряжений по поперечному сечению трубы при ламинарном и турбулентном режимах. Особенности течения при турбулентном режиме. Формулы потерь напора на трение по длине трубы: Пуазейля, Дарси. Коэффициент сопротивления трения по длине при движении жидкости. Понятие о гидравлически «гладких» и «шероховатых» трубах. Абсолютная и относительная шероховатость. График Никурадзе. Формулы расчета коэффициента гидравлического сопротивления трения и границы их применения. Формула Шези. Определение коэффициента Шези.

Литература: [3, с.57-67], [5, с. 100-143], [6, с.44-45, 46-53], [8, с.66-67, 76-82], [14, с.129-181].

3. Описание лабораторной установки.

Установка (рис. 6.1) состоит из водонапорного бака 1, уровень воды в котором поддерживается постоянный, и горизонтальной трубы 2, разделенной на два участка – А и Б. Первый участок А, длиной 296 см, имеет нормальную шероховатость стенок. Второй, конечный участок Б – участок повышенной шероховатости, созданной искусственно – наклеиванием зерен песка на внутренние стенки трубопровода. Длина участка Б – 26 см.

В начальных и конечных сечениях опытных участков установлены пьезометры. Трубопровод заканчивается краном 3, с помощью которого можно изменять расход воды в трубопроводе.

Для измерения расхода служит мерная емкость 4.

При проведении опытов необходимы следующие принадлежности: термометр – 1 шт., мерная емкость – 1 шт., секундомер – 1 шт.

Рис. 6.1. Схема лабораторной установки [13]

4. Порядок проведения опытов.

  1. Открывается задвижка 5 на подающем трубопроводе.
  2. Открытием крана 3 в конце опытного трубопровода устанавливается произвольно некоторый расход воды.
  3. Фиксируются показания пьезометров и одновременно производится измерение расхода объемным способом. Для этого по секундомеру отмечается время наполнения мерной емкости .

Поскольку участок трубы с повышенной шероховатостью (Б) является продолжением участка нормальной шероховатости, то расход воды по обоим трубам один и тот же.

  1. Концевым краном 3 изменяется расход воды в опытном трубопроводе и повторяются измерения пьезометрических высот и расхода.
  2. Замеряется температура воды в мерном баке.

Все данные измерений заносятся в табл. 6.1.

5. Обработка экспериментальных данных.

Обработка опытных данных ведется в определенной последовательности:

  1. По измеренным пьезометрическим высотам вычисляются путевые потери  на участках трубопровода по формуле .
  2. По измеренному расходу определяется средняя скорость потока на опытных участках трубопровода , где расход  определяется в процессе опытов объемным способом: .
  3. Определяется опытное значение коэффициента гидравлического сопротивления трения , из формулы , где  принимается по результатам опытов.
  4. Для сопоставления полученного значения  для трубы нормальной шероховатости с расчетным значением  определяют  по расчетным зависимостям:

При этом число Рейнольдса равно , где  – кинематический коэффициент вязкости жидкости (смотри лабораторную работу № 3).

5. Определение опытных значений коэффициента Шези и коэффициента шероховатости ведется в следующем прядке:

6. Для построения графика напоров, т. е. напорной и пьезометрической линий, по участкам трубопровода необходимо выбрать один из опытов и в масштабе отложить по вертикали значения всех величин, входящих в уравнение Бернулли, предварительно вычислив для каждого сечения:

Результаты всех вычислений вписываются в таблицу обработки опытных данных (табл. 6.1).

Масштабы длин и напоров выбираются так, чтобы получить более крупный график.

6. Форма отчета.

Таблица 6.1 –Регистрация опытных данных [13]

№ п/п

Измеряемые величины

Обозначения

Ед.изм.

Труба нормальной шероховатости

Труба повышенной шероховатости

Опыт 1

Опыт 2

Опыт 1

Опыт 2

1

Диаметр трубы

см

2

Длина трубы

см

3

Показание пьезометра в начале участка

см

4

Показание пьезометра в конце участка

см

5

Время наполнения мерной емкости

с

6

Объем мерной емкости

см3

7

Температура воды

t

Таблица 6.2 –Обработка опытных данных[13]

№ п/п

Вычисляемые величины

Обозначения

Ед.изм.

Труба нормальной шероховатости

Труба повышенной шероховатости

Опыт 1

Опыт 2

Опыт 1

Опыт 2

1

Расход

см3

2

Коэффициент кинематической вязкости

см2

3

Площадь сечения

см2

4

Путевые потери напора

см

5

Средняя скорость течения

см/с

6

Число Рейнольдса

7

Коэффициент трения по опыту

8

Коэффициент трения по формулам

9

Гидравлический уклон

10

Гидравлический радиус

м

11

Скоростной множитель (коэфф. Шези)

м1/2

12

Коэффициент шероховатости

13

Скоростной напор

см

7. Контрольные вопросы:

1. Какие виды движения жидкости знаете? Охарактеризовать их.

  1. Какие режимы движения жидкости знаете? Как отличить один от другого визуально и при расчетах?
  2. Записать уравнение Бернулли и пояснить, для каких условий оно действительно.

4. Записать уравнение Бернулли и пояснить энергетический (физический) смысл.

5. Записать уравнение Бернулли и пояснить его геометрический смысл (с рисунком).

6. Пояснить размерность членов уравнения Бернулли.

  1. Что называется пьезометрическим напором? Записать формулу пьезометрического напора.
  2. Что называется гидродинамическим напором? Записать формулу гидродинамического напора.
  3. Какие есть виды потерь напора? Чем они обусловлены? В каких единицах измеряются?
    1. Как лабораторным путем определить потери на каком-либо участке трубы?
    2. От каких факторов зависят потери напора? Записать и пояснить формулу Дарси-Вейсбаха.
    3. В чем разница между гидравлически гладкой и гидравлически шероховатой трубой?
    4. В чем разница между гидравлически гладкой и технически гладкой трубой?
    5. Пояснить влияние шероховатости стенок трубы на величину путевых потерь.
    6. В чем проявляется влияние режима движения жидкости на величину потерь напора по длине?
    7. Как определить режим движения в трубе?
    8. Что называется гидравлическим уклоном? пьезометрическим уклоном? Записать их выражения.
    9. Пояснить построение графика напоров (по опытному графику).

Лабораторная работа №7

ПОТЕРИ НАПОРА НА ВНЕЗАПНОМ РАСШИРЕНИИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Задачей работы является экспериментальное изучение закономерностей потерь напора и распределения давлений в местных сопротивлениях, конкретным видом которых является внезапное расширение трубы. По результатам измерения строятся графики распределения давлений по длине трубы, определяется коэффициент местного сопротивления и строится участок графика его зависимости от числа Рейнольдса.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Природа местных потерь напора. Основные виды местных сопротивлений. Внезапное расширение трубопровода. Теорема Борда. Потери напора в различных местных сопротивлениях. Коэффициент местного сопротивления. Зависимость коэффициента местных сопротивлений от числа Рейнольдса. Взаимное влияние местных сопротивлений.

Литература: [3, с.67-72], [5, с. 100-143], [6, с.53-58], [8, с.87-97], [14, с.187-198].

3. Описание лабораторной установки.

Работа выполняется на модуле М2 стенда гидравлического «Гидродинамика ГД» (рис. 5.1).

4. Порядок проведения опытов.

Работа выполняется на модуле М2 (рис 7.1).

Рис. 7.1. Схема модуля М2 «Потери напора на внезапном расширении»

Для выполнения работы необходимо:

Наблюдая за столбиками воды в пьезометрических трубках, убедиться, что достигнут установившийся режим течения, и произвести измерения:

После занесения данных измерений в таблицу изменить расход с помощью вентиля В4 и после достижения установившегося режима повторить все измерения. Для надежной серии опытов рекомендуется произвести их не менее чем для трех расходов.

5. Обработка экспериментальных данных.

При определении коэффициента местного сопротивления (в данном случае внезапного расширения) необходимо иметь в виду, что за местным сопротивлением, где поток претерпевает значительную деформацию, лежит достаточно протяженный «участок стабилизации», на котором существуют крупные вихри с возвратными течениями. Поэтому экспериментальный коэффициент местного сопротивления должен учитывать полные потери на участке стабилизации, а значит должен явно зависеть от числа Рейнольдса. Совпадение с теоретической формулой Борда можно ожидать только при весьма больших числах Рейнольдса.

Вычислить площади сечений  и средние скорости в них .

Рассчитать скоростные напоры  в сечениях.

Определить коэффициент местного сопротивления по экспериментальным данным, используя формулу

,

где  – искомые потери на внезапном расширении.

Cечение 12 выбирается на расстоянии, достаточном для расширения потока на все сечение .

Определяется экспериментальное значение коэффициента местного сопротивления из формулы Дарси-Вейсбаха

.

Рассчитывается значение коэффициента местного сопротивления по теореме Борда

.

Вычисляется значение потерь напора на внезапном расширении по теореме Борда

.

Строится пьезометрическая линия вдоль трубы, а также линия  полной энергии. Рекомендуется объяснить физическую сущность этих графиков, а также обозначить на них потери напора в местном сопротивлении.

6. Форма отчета.

Таблица 7.1 –Регистрация и обработка опытных данных

№ пьезометра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

, см

, см

, см2

, см

, см

по опыту, см

по опыту

по теореме Борда

по теореме Борда

7. Контрольные вопросы:

1. Какие два вида потерь напора вы знаете? Охарактеризуйте их.

2. Что называется местной потерей напора?

3. Какова формула местных потерь?

4. Чем обусловлено наличие местных потерь?

5. Перечислите местные сопротивления в трубопроводах.

6. Как определить коэффициент местного сопротивления в лабораторных условиях?

7. От каких факторов зависят коэффициенты различных местных сопротивлений?

8. В каких единицах измеряются местные потери?

9. В каком случае применяется теорема Борда? Какова ее формулировка?

10. Какие способы измерения расхода в лабораторных условиях вы знаете?

Лабораторная работа №8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА

ПРИ ИСТЕЧЕНИИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Истечение жидкости через отверстия и насадки имеет большой практический интерес. Расчет многих гидротехнических сооружений и устройств производится по формулам истечения жидкости через отверстия и насадки (сопла, гидроускорители, гидромониторы, короткие водопропускные трубы, моечные водоструйные установки и т.д.).

Целью данной работы является экспериментальное определение коэффициента расхода µ и коэффициента скорости φ при истечении:

Опыты проводятся при истечении воды в атмосферу, при постоянном напоре и при больших числах Рейнольдса.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Истечение через отверстия в тонкой стенке и через насадки при постоянном напоре в атмосферу и под уровень. Скорость и расход при истечении. Виды, характеристики насадков разных типов, область применения. Коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости и расхода.

Литература: [3, с.91-95], [6, с.58-64], [8, с.97-112], [14, с.199-228].

3. Описание экспериментальной установки.

Рис 8.1. Схема лабораторной установки [13]

Установка для изучения истечения воды через отверстия и насадки (рис.8.1) состоит из напорного бака 1 с отверстием в боковой стенке, перекрываемым затвором. К боковому отверстию бака можно прикреплять диски с различной формой отверстий и насадков. Питание бака осуществляется по трубе 6 от водопроводной сети. Внутри бака имеется переливное устройство 4 для поддержания постоянного напора истечения. Бак снабжен водомерным стеклом 3 со шкалой для измерения напора истечения.

Для измерения расхода, вытекающего из отверстия или насадка, служит передвижной мерный бак 2, оборудованный водомерным стеклом со шкалой для измерения толщины слоя воды, поступившей в бак в течение опыта. Продолжительность опыта фиксируется секундомером.

Измерение величины вакуума в сжатом сечении цилиндрического насадка производится с помощью обратного пьезометра 7, опущенного в ёмкость 8.

4. Порядок проведения опытов.

Устанавливают сначала диск с отверстием и наполняют бак до наивысшего уровня (до перелива), который должен поддерживаться на постоянной высоте. По шкале водомерного стекла определяют напор истечения. Далее открывают затвор 5, закрывающий отверстие, и одновременно включают секундомер для определения времени наполнения мерной ёмкости. Затем устанавливают следующий диск с насадком и повторяют опыт.

5. Обработка экспериментальных данных.

При регистрации и обработке данных заполняют табл. 8.2 и 8.3.

Вычисляют расход воды из отверстия или насадка:

.

Коэффициент расхода  находится из формулы

.

Коэффициент скорости  выражается из формулы

.

Скорость истечения находится из формулы

.

Необходимо обратить внимание на изменение коэффициента расхода и скорости при различных схемах истечения и сравнить опытные значения коэффициентов  и  с рекомендуемыми в справочной литературе (табл. 8.1).

Таблица 8.1 –Справочные значения коэффициентов  и

Коэффициент

Отверстие в тонкой стенке

Цилиндрический внешний насадок

Конический сходящийся

насадок

0,62

0,82

0,94

0,97

0,82

0,96

0,64

1,0

0,98

6. Форма отчета.

Таблица 8.2 –Регистрация и обработка опытных данных [13]

№п/п

Измеряемые величины

Обозначения

Ед. изм.

Отверстие

в тонкой стенке

Цилиндрический внешний насадок

Конический

сходящийся насадок

1 опыт

2 опыт

1 опыт

2 опыт

1 опыт

2 опыт

1.

Диаметр входного

отверстия

см

2.

Площадь сечения

отверстия

см2

3.

Напор

см

4.

Продолжительность опыта

с

5.

Объем воды в мерном сосуде

см3

6.

Вакуумметрическая высота

см

Таблица 8.3 –Обработка опытных данных[13]

№п/п

Вычисляемые величины

Обозначения

Ед.изм.

Отверстие в тонкой стенке

Цилиндрический внешний насадок

Конический

сходящийся

насадок

1 опыт

2 опыт

1 опыт

2 опыт

1 опыт

2 опыт

1.

Расход

см3

2.

Коэффициент расхода

3.

Коэффициент сжатия струи

0,64

1,0

0,98

4.

Коэффициент скорости

5.

Скорость

истечения

см/с

6.

Отношение

7. Контрольные вопросы:

1. Дайте определение терминов: «тонкая стенка», «малое отверстие».

2. Объясните виды сжатия струи при истечении из отверстия в тонкой стенке. Чем обусловлено сжатие струи?

3. Какими коэффициентами характеризуется истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке и какова их взаимосвязь?

4. Что характеризует коэффициент скорости и от чего он зависит?

5. Напишите формулу скорости и расхода из отверстия и насадка в атмосферу.

6. Чем отличаются формулы скорости и расхода при истечении через незатопленное и затопленное отверстие (или насадок)? Что называется свободной и затопленной струей?

7. Что называют насадком? Перечислите известные типы насадков. Каково их назначение?

8. Почему пропускная способность цилиндрического насадка больше, чем отверстия?

9. Почему скорость струи, вытекающей из цилиндрического насадка, меньше, чем из отверстия?

10. Изменится ли скорость струи, если несколько изменить размеры отверстия, сохраняя тот же напор истечения?

11. Изменится ли расход при изменении размера отверстия?

12 Как измерить вакуум внутри насадка?

13. Что называется полным напором? Как его определить?

14. Какова область практического применения насадков?

Лабораторная работа№ 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА

ПРИ ИСТЕЧЕНИИ ЧЕРЕЗ ВОДОСЛИВ С ШИРОКИМ ПОРОГОМ

1. Краткое описание работы, ее цель.

В данной работе изучается истечение воды через прямой, прямоугольный неподтопленный и подтопленный водослив с широким порогом без бокового сжатия.

Водосливы имеют большое практическое значение: по схеме истечения через водослив с широким порогом рассчитываются водо- и лесопропускные отверстия низконапорных плотин, отверстия мостов, безнапорных водопропускных труб, шлюзов-регуляторов и других гидротехнических сооружений, встречающихся в лесопромышленной практике.

Задачи лабораторной работы:

2.Основные положения и расчетные зависимости.

Водосливы и их параметры. Классификация водосливов. Формулы расхода водосливов различных типов. Условия подтопления водосливов. Формулы расхода через подтопленный водослив.

Литература: [8, с.180-206], [14, с.418-467].

3.Описание лабораторной установки.

Рис.9.1. Лабораторная установка [13]

Опытная установка (рис. 9.1) состоит из горизонтального стеклянного гидравлического лотка 1 прямоугольного сечения шириной  ... см и высотой  ... см, в головном устройстве 3 которого установлен мерный водослив Томсона 2. Вода из напорного бака поступает в головное устройство 3 и затем, проходя через мерный водослив и успокоитель 4, поступает в стеклянный лоток, в котором установлен водослив с широким порогом 5. Из лотка вода сбрасывается в водосборный бассейн. В голове лотка установлено водомерное стекло 6, нулевое деление шкалы которого совпадает с отметкой угла водослива. По водомерному стеклу определяется напор  на водосливе, а по тарировочной кривой мерного водослива Томсона , построенной по формуле , определяется действительный расход воды, поступающей в лоток.

В конце лотка установлен подвижной щит 8, с помощью которого можно изменять глубинув нижнем бьефе водослива с широким порогом, устанавливая неподтопленный или подтопленный тип водослива. Игла 7 служит для измерения глубин.

4. Порядок проведения опытов.

В процессе проведения опытов выполняют следующее:

  1. с помощью мерной иглы замеряют отметку дна лотка и отметку порога водослива;
  2. открывают задвижку на трубе, подводящей воду из напорного бака, и заполняют головку лотка, а затем и весь лоток, создавая характерное для незатопленного водослива течение с двумя перепадами свободной поверхности (рис.9.2 а); при этом концевой щит лотка полностью опущен и бытовая глубина в нижнем бьефе невелика;
    1. пользуясь треугольным мерным водосливом, определяют расход воды , для чего сначала фиксируют напор на мерном водосливе ;
    2. мерной иглой замеряют отметку воды в верхнем бьефе водослива с широким порогом на расстоянии  от входного ребра и вычисляют величину напора ;
    3. постепенно увеличивают глубину воды в нижнем бьефе, поднимая концевой щит, пока водослив не станет подтопленным: исчезнет перепад в конце водослива, начнет изменяться уровень верхнего бьефа (рис.9.2 б);
    4. производят замер отметок свободной поверхности в верхнем бьефе и на пороге водослива и вновь вычисляют напор на пороге водослива; при этом следует обратить внимание на то, что напор увеличился, хотя расход воды оставался постоянным, следовательно, пропускная способность подтопленного водослива меньше, чем неподтопленного при прочих одинаковых условиях.

Для создания установившегося движения воды в лотке необходимо сохранять постоянный уровень в напорном баке, поэтому следует следить за тем, чтобы бак работал с переливом.

а)

б)

Рис.9.2. Схемы истечения через водослив с широким порогом:

а – неподтопленный; б – подтопленный

Все данные измерений заносятся в табл. 9.1.

5.Обработкаэкспериментальных данных.

Обработка данных ведется в следующем порядке:

1) по тарировочной кривой  определяется расход;

2) определяют высоту порога , вычитая из отметки порога отметку дна лотка;

3) определяют напор на пороге водослива , вычитая для этого из отметки поверхности воды в верхнем бьефе отметку порога;

  1. определяют величину скорости подхода воды в верхнем бьефе:

,

где  – ширина водослива;

  1. определяют полный напор на водосливе по формуле

;

6) определяют коэффициент расхода водослива  из формулы расхода для неподтопленного водослива:

;

7) определяют глубину воды  на пороге подтопленного подослива, для чего вычитают из отметки поверхности воды на пороге отметку порога; далее, повторив определение , ,  для этого случая, определяют коэффициент скорости  для подтопленного водослива с широким порогом из формулы

,

где – это полный перепад на водосливе.

Вычисленные значения коэффициентов расхода и скорости следует сравнить с табличными данными.

6. Форма отчета.

Таблица 9.1 –Регистрация опытных данных[13]

№ опыта

Отметка дна лотка, см

Отметка порога водослива, см

Отметка горизонта воды перед порогом

Ширина водослива , см

Напор на водомерном водосливе , см

Расход через водомерный водослив , л/с

Условия

затопления

водослива

Таблица 9.2 –Обработка опытных данных[13]

№ опыта

Высота порога , см

Напор на пороге , см

Скорость подхода , см/с

Скоростной напор

, см

7. Контрольные вопросы:

1. Дайте классификацию водосливов по характеру стенки.

2. Дайте определение неподтопленного и подтопленного водослива с широким порогом.

3. Перечислите все признаки, по которым классифицируются водосливы.

4. Опишите характер истечения воды через водослив с широким порогом.

5. В чем проявляется влияние нижнего бьефа на истечение через подтопленный водослив?

6. Какой из двух исследованных водосливов обладает большей пропускной способностью?

7. Как влияет форма порога на пропускную способность водослива?

  1. Что называется напором на водосливе и как его найти?
  2. Каково назначение мерного водослива Томсона?
    1. Нарисуйте продольный профиль потока на неподтопленном и подтопленном водосливе с широким порогом.

Лабораторная работа№ 10

ИСПЫТАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

1.Цель работы.

Центробежные насосы являются наиболее распространенным видом насосов, предназначенных для перекачивания воды и смесей на водной основе, а также других невязких жидкостей.

Цели работы:

2.Основные положения и расчетные зависимости.

Классификация и основные рабочие параметры гидравлических машин. Рабочий объем, производительность (расход) теоретическая и действительная, напор насоса, мощность, крутящий момент, к.п.д. объемный, механический и полный. Принцип действия динамических насосов. Конструкция центробежных насосов. Уравнение энергии для насоса. Выбор формы лопаток рабочего колеса. Потери энергии и к.п.д. Рабочие характеристики насоса. Осевая сила и способы ее разгрузки. Работа насоса на сеть. Схема насосной установки, характеристика сети. Работа насоса на трубопровод. Способы регулирования подачи.

Литература: [2, с.154-272, 275-358], [3, с.100-112], [9, с.150-172, 222-238], [10, с.37-87, 116-142], [11, с.94-153]

3. Описаниелабораторной установки.

Лабораторная установка представлена на рис.10.1.

Рис.10.1. Схема лабораторной установки[13]

Насос 1 забирает воду из бассейна, устроенного под полом лаборатории, по всасывающему трубопроводу 2 и подает ее по напорному трубопроводу3в напорный бак 4. Из напорного бака 4 по трубе 5 вода поступает через головное устройство 11 гидравлического лотка 6 в лоток ипонему стекает обратно в бассейн.

В голове гидравлического лотка имеется мерный водослив треугольной формы – водослив Томсона, с помощью которого можно определить расход воды по величине напора  на водосливе (по толщине переливающегося слоя воды). Измерив напор на водосливе  по водомерному стеклу10,«ноль» шкалы которого соответствует вершине треугольного водослива, по тарировочной кривой (рис.10.2)определяют расход, соответствующий этому напору.

Для измерения давленияна всасывающем трубопроводе перед входом в насос установлен вакуумметр7,а на выходе из насоса – в начале напорного трубопровода – установлен манометр8для измерения .

Изменение режима работы насоса в процессе его испытания производится путем изменения сопротивления напорного трубопровода, имеющего крупное местное сопротивление в виде регулировочной задвижки9.

Рис.10.2. Тарировочная кривая водослива Томсона:

1 – для больших расходов, отсчитываемых по верхней шкале;

2 – для небольших расходов, отсчитываемых по нижней шкале[13]

4.Порядок проведения опытов.

Пуск насоса производится при полностью закрытой задвижке9.При этом режиме работы насосаснимаются показания всех приборов. Путем постепенного увеличения степени открытия задвижки устанавливают еще несколько режимов, снимая для каждого режима показания вакуумметра, манометра, амперметра, вольтметра и напора воды на мерном водосливе.

Следует обратить особое внимание на правильность измерениярасхода.Для этого, чтобы через мерный водослив проходил действительно подаваемый насосом расход, необходимо в каждом опыте добиться установившегося движения в системе: маневрировать задвижкой на трубе5 до техпор, пока уровень воды в напорном баке4не займет постоянное, не меняющееся в течение опыта, положение. Это будет означать, что приток и отток из бака по трубе5в голову водослива одинаковы.

Контроль за уровнем воды в баке осуществляется с помощью водомерного стекла.

Опытные данные записываются в табл. 10.1.

5. Обработкаэкспериментальных данных.

При записи в табл. 10.2 скорость во всасывающей и напорной трубах находят из известной формулы расхода:

,

гдесредняя скорость потока;  – живое сечение потока.

Полный напор насоса определяется по формуле

,

где  – вакуумметрическая высота всасывания, т. е. показание вакуумметра , выраженное высотой столба перекачиваемой жидкости;манометрическая высота, т. е. показание манометра , выраженное высотой столба перекачиваемой жидкости;расстояние по вертикали между центрами измерительных приборов, принимаемое со знаком «плюс», если манометр расположен выше вакуумметра, и со знаком «минус» при обратном расположении приборов;средние скорости потока жидкости в нагнетательной и всасывающей трубах.

Полезная мощностьнасоса, т.е.полезная работа, производимая насосом по подъему и перемещению жидкости в количестве , равна:

кВт.

Затрачиваемая насосоммощность, т.е.мощность, подведенная от электродвигателя к валу насоса, равна:

кВт,

где – мощность, потребляемая электродвигателем;  – сила тока, А;  – напряжение в сети, В; 1000 – коэффициент перевода;– к.п.д. электродвигателя.

Коэффициент полезного действия насосаесть отношение полезной мощности насоса к мощности, подведенной к валу насоса:

.

После заполнения таблицы обработки опытных данных (табл.10.2) изображают на рисунке рабочие характеристики насоса в виде графических зависимостей:

,  и ,

имеющих общую ось абсцисс, по которой откладывается подача насоса.

Масштабы следует выбрать наиболее крупные, но так, чтобы характеристики по возможности располагались без пересечения – одна под другой.

С помощью главной характеристики насосаможно определить подачу данного насоса, работающего в любых других условиях. Для этого необходимо построить характеристику проектируемого трубопровода:

,

где  – геометрическая высота подъема жидкости;потери во всасывающей и напорной линиях при полностью открытой задвижке ();  – давления на концах трубопровода.

Задаваясь значениями расхода  (в пределах подачи насоса), вычисляют значения  и строят кривую , которую совмещают с главной характеристикой насоса . Точка пересечения этих двух характеристик покажет величину наибольшей подачи насоса  при работе на рассчитываемый трубопровод.

6. Форма отчета.

Таблица 10.1 –Регистрация опытных данных[13]

№ опыта

Показание

манометра, кгс/см2

Показание

вакуумметра, кгс/см2

Отметка уровня воды на водомерном

водосливе, см

Расход воды, л/с

Сила тока, А

Напряжение, В

Таблица 10.2 –Обработка опытных данных[13]

№ опыта

Скорость в

нагнетательной трубе, м/с

Скорость во

всасывающей трубе, м/с

Полный напор, м

Полезная

мощность, Вт

Затраченная

мощность, Вт

к.п.д.

7. Контрольные вопросы:

1. Перечислить параметры, характеризующие работу насоса. Что называют главной характеристикой центробежного насоса?

2. Что называется напором насоса? Каков его энергетический смысл? Единицы измерения?

3. Записать выражение для определения напора насоса по показаниям приборов.

4. Записать выражение для определения потребного напора насоса.

5. Записать формулы для определения полезной и затраченной мощности насоса.

6. Как определить к.п.д. насоса? Постоянен ли он при работе насоса?

7. Как определить подачу насоса?

8. Объяснить характер изменения показаний манометра.

9. Объяснить характер изменения показаний вакуумметра.

10. На что затрачивается вакуум? Построить пьезометрическую линию для всасывающей трубы.

11. На что затрачивается манометрическое давление? Построить пьезометрическую линию вдоль напорной трубы.

12. Какие факторы влияют на режим работы насоса?

13. Найти по рабочим характеристикам оптимальный режим работы насоса.

14. Показать на графике зону рекомендуемых режимов работы насоса.

15. Пересчитать главную характеристику насоса на другое число оборотов и построить новую характеристику насоса при .

16. Назвать основные части насоса и их назначение.

17. Объяснить принцип действия насоса.

18. Какова роль предохранительной сетки и клапана?

19. Как осуществляется смазка трущихся поверхностей в насосе?

20. От чего зависит высота установки насоса над уровнем воды в питающем резервуаре?

21. Каков принцип регулирования подачи центробежного насоса? Можно ли установить регулировочную задвижку на всасывающей трубе?

22. Почему диаметр всасывающего патрубка насоса больше, чем нагнетательного?

Лабораторная работа № 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

И ОБЪЕМНОГО К.П.Д. РОТОРНЫХ НАСОСОВ

1.Краткое описание работы, ее цель.

Целью данной работы является:

а) ознакомление с конструкцией насосов, применяемых в гидравлических системах машин, станков, механизмов;

в) сравнение теоретической производительности с фактической подачей насоса при расчетном давлении (по паспорту насоса) и определение объемного к.п.д. насоса.

2.Основные вопросы теории по теме работы.

Объемные насосы, принцип действия, общие свойства и классификация. Классификация роторных насосов, общие свойства и область применения. Устройство и особенности роторных насосов различных типов: шестеренных, винтовых, пластинчатых, роторно-поршневых. Определение рабочих объемов. Подача и ее равномерность. Характеристики насосов. Регулирование подачи.

Литература: [2, с.154-272, 275-358], [9, с.150-172, 222-238], [10, с.37-87, 116-142], [11, с.94-153]

3. Порядок проведения работы и оформление отчета.

Ознакомиться с конструкцией роторных насосов, имеющихся в лаборатории (рис. 11.1-11.4), шестеренного, пластинчатого и аксиально-поршневого.

а) Ротационно-пластинчатый нерегулируемый насос двойного действия.

В корпусе насоса 1(рис.11.1) помещены боковые диски 7, 8 и статор 3, имеющий фасонную форму, близкую к эллиптической. Внутренняя поверхность статора выполнена так, что участки кривой, расположенные между окнами питания 14, 15, прорезанными в дисках, являются дугами кривой, описанной из центра ротора 5, а участки, приходящиеся на эти окна, выполнены сопрягающимися кривыми.

Рис.11.1. Шиберный (лопастной) насос Г12–2[13]:

1 – корпус; 2 – крышка;3 – статор; 4 – лопатки (пластинки); 5 – ротор;

6 – шлицы вала; 7 – плоский диск; 8 – диск с шейкой; 9 – пружина;

10 – манжеты; 11 – шарикоподшипники; 12 – резиновое кольцо; 13 – фланец; 14 – окна всасывания; 15 – окна нагнетания

На валу насоса 6 находится ротор 5 с наклоннымикрадиусу прямоугольными пазами, в которых помещаются пластинки 4.

Окна питания 14, 15 прорезанные в дисках 7, 8, соединены с каналами нагнетания и всасывания. Диск с шейкой 8 плавающего типа в начале работы прижимается к торцу ротора тремя пружинами 9, а в процессе работы и давлением масла.

При повороте ротора в направлении, указанном стрелкой, объем камеры, заключенной между двумя соседними пластинками, поверхностями ротора и статора, увеличивается – происходит процесс всасывания. С уменьшением объема камеры происходит процесс нагнетания.

При вращении ротора пластинки, копируя форму статора, дважды за один оборот увеличивают объем камеры и дважды уменьшают.

Камеры, образующиеся между пластинками, последовательно соединяются с окнами всасывания 14 и нагнетания 15, расположенными диаметрально противоположно.

За один оборот ротора производится два полных цикла всасывания и нагнетания.

При вращении ротора без давления или при малом давлении жидкости пластинки 4 прижимаются к поверхности статора 3 под действием центробежной силы; при наличии давления этого недостаточно. В насосах серии Г12 и Г12-2 пластинки прижимаются к внутренней поверхности статора под действием центробежной силы и силы давления жидкости, подведенной под торцы лопаток из области нагнетания.

Благодаря диаметрально противоположным подводам и отводам нагрузка на ротор 5 от давления масла со стороны полостей нагнетания уравновешивается, и вал насоса передает только крутящий момент.

Для предотвращения утечек по валу 6 насоса во фланце 13 установлена манжета 10 из маслостойкой резины.

Стены между корпусом 1 и крышкой 2 уплотняются круглым кольцом 12 из маслостойкой резины.

б) Аксиально-поршневой насос.

В основном корпусе 1(рис.11.2)в трех шарикоподшипниках вращается приводной вал 3, на правом конце которого имеется диск 19 с бронзовыми втулками 15, являющимися опорами для головок шатунов 16. Вал уплотнен манжеткой 4, находящейся в крышке 2.

При помощи шатунов диск (шайба) при вращении вала заставляет поршни 13 совершать возвратно-поступательное движение в цилиндрах блока 9.

Рис.11.2. Аксиально-поршневой насос НПА-64[13]: 1 – корпус; 2, 10 – крышки; 3 – приводной вал; 4 – манжета; 5 – дренажное отверстие; 6 – двойной кардан; 7 – корпус; 8– подшипник; 9 – блок цилиндров; 11 – распределитель; 12,14 – окна всасывания и нагнетания; 13 – поршень; 15 – втулка; 16 – шатун; 17 – пружина; 18 – ось вращения блока цилиндров; 19 – диск

Блок цилиндров 9 размещен во фланце и вращается вокруг оси 18 на подшипнике 8.

Для передачи вращения от диска 19 к блоку цилиндров 9 служит двойной кардан 6 с прямой строки.

Пружина 17, размещенная внутри блока цилиндров, прижимает его вместе с распределителем 11 к крышке 10.

Жидкость, просочившаяся из блока цилиндров, отводится через дренажное отверстие 5.

Угол наклона блока цилиндров к оси приводного вала постоянный и равен 30° – насос нерегулируемый.

Каждый поршень за один оборот вала совершает один двойной ход. Поршни, находящиеся в цилиндрах, более удаленных от диска приводного вала (на рисунке – верхние), совершают ход всасывания; в то же время нижние поршни, вытесняя жидкость из цилиндра, совершают ход нагнетания.

Движение поршней и вращение блока цилиндров согласовано с положением окон 12 и 14 распределителя 11, т. е. когда поршень выходит из цилиндра, последний в зоне всасывающего окна 12, а когда поршень движется внутрь цилиндра, его цилиндр находится в зоне нагнетательного окна 14.

в)Шестеренный насос.

Рис. 11.3. Шестеренный насос НШ-32[13]: 1 – корпус; 2 – втулка;

3 – уплотнительное кольцо; 4 – ведомая шестерня; 5 – стопорное кольцо;

6 – упорное кольцо; 7 – резиновая манжета; 8 – крышка; 9 – уплотнительное кольцо; 10 – ведущая шестерня; 11 – втулка; 12 – табличка

Главными рабочими деталями шестеренного насоса (рис. 11.3.) являются две одинаковые цилиндрические шестерни внешнего зацепления: ведущая 10 и ведомая 4, выполненные заодно с цапфами, опирающимися на втулки 2 и 11. Втулки служат подшипниками для шестерен.

Приводной конец вала ведущей шестерни уплотнен резиновой манжетой 7, закрепленной упорным 6 и стопорным 5 кольцами.

Для уменьшения внутренних перетечек масла через зазоры между торцевыми поверхностями шестерен и втулок в насосе применена автоматическая компенсация величины зазора но торцам шестерен. Масло из камеры нагнетания но каналу поступает в полость между подвижными втулками и крышкой8и стремится поджать втулки к торцам шестерен, ликвидируя зазор между ними. Со стороны зубьев на втулки так же давит масло, но на несколько меньшей площади. Результирующим усилием втулки прижимаются к торцам шестерен.

После изучения устройства и принципа действия насосов необходимо зарисовать в отчет принципиальные схемы насосов (рис 11.4) и произвести необходимые обмеры элементов насоса с помощью штангенциркуля.

Рис. 11.4. Принципиальные схемы насосов [13]

На основании проведенных измерений геометрических размеров отдельных элементов насосов произвести определение теоретической подачи каждого насоса и объемного к.п.д. при номинальном (рабочем) давлении по паспорту насоса:

а) Теоретическая подача пластинчатого насоса:

,

или

,

где  – рабочий объем насоса (подача за один оборот вала насоса);  – число оборотов в минуту;  – ширина барабана (и лопаточки);размеры малой и большой полуосей статора;  – толщина пластинки;  – число пластинок;  – угол наклона пластинки к радиусу ротора (°). Фактическая подача насоса  при рабочем давлении берется из паспорта насоса.

б) Теоретическая подача аксиально-поршневого насоса:

.

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса:

,

где  – диаметр цилиндров;  – число цилиндров в блоке;  – частота вращения вала насоса;  – ход поршня.

Ход поршня

,

гдедиаметр блока цилиндров, т.е. диаметр окружности,накоторой располагаются центры цилиндров (рис. 11.4);  – угол между осью блока и осью приводного вала,  = 30°.

в) Теоретическая подача шестеренного насоса определяется по формуле

,

или

,

где  – модуль шестерни;  – ширина шестерни;  – диаметр начальной окружности, ;  – число зубьев ведущей шестерни.

Диаметр начальной (делительной) окружности и модуль шестерни могут быть получены, например, расчетом по величине измеренного диаметра окружности головок :

,

при этом модуль шестерни следует округлить до ближайшего стандартного.

Объемный к.п.д. насосов определяется по формуле

,

где  – фактическая подача (берется по паспорту насоса).

7. Контрольные вопросы:

1. Объясните конструкцию и принцип действия пластинчатого насоса.

2. Объясните конструкцию и принцип действия аксиально-поршневого насоса.

3. Объясните конструкцию и принцип действия шестеренного насоса.

4. Что называется рабочим объемом насоса? От чего зависит его величина для каждого из рассмотренных типов насосов?

5. Что называется теоретической подачей насоса? Какая связь между теоретической подачей и рабочим объемом насоса?

6. Что называется объемным к.п.д. насоса? Запишите общую формулу для определения объемного к.п.д.

7. Какие виды потерь объема жидкости имеют место в роторных насосах?

8. Укажите, в каких местах происходят внутренние утечки для каждого из насосов.

Лабораторная работа № 12

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ОБЪЕМНОГО К.П.Д. ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА

1.Краткое описание работы, ее цель.

Целью данной работы является проведение экспериментального исследования фактической подачи и объемного к.п.д. () шестеренного насоса типа ВГ11–11А в зависимости от величины давления, развиваемого насосом.

Одновременно с ознакомлением с методикой испытания насоса производится также ознакомление с гидроаппаратурой стенда.

2.Основные вопросы теории по теме работы.

Теоретическая и фактическая подача шестеренного насоса. Объемные потери и к.п.д. насоса. Гидроаппаратура.

Литература: [2, с.154-272, 275-358, С.358-379], [9, с.150-172, 222-238, 172-192], [10, с.37-87, 116-142, 153-196], [11, с.94-153, 203-241]

3.Описаниелабораторной установки.

Стенд для испытания насоса (рис. 12.1) состоит из насоса 1, погруженного в масляный бак 8. Насос, приводимый в движение электродвигателем, перекачивает жидкость (трансформаторное масло) по напорному трубопроводу в мерный бак 7. При этом жидкость проходит через установленные на напорном трубопроводе: фильтр 2, обратный клапан 4 и игольчатый дроссель 5. Сброс жидкости из мерного бака 7 осуществляется через сливную магистраль обратно в масляный бак 8. Для перекрытия слива служит кран 6.

Для измерения давления в системе имеется манометрM1, установленный на выходе из насоса (еще два манометра М2 и М3 включены для исследования работы дросселя 5 и к этой работе отношения не имеют). Пренебрегая небольшим отличием давления на входе в насос от атмосферного, будем принимать перепад давления в насосе по показаниям манометраM1.

Рис.12.1. Схема лабораторного стенда [13]

Дроссель 5 предназначен для изменения сопротивлениядвижению жидкости в системе. Предохранительный клапан 3 предохраняет насос от перегрузки.

Мерный бак 7 имеет на стенке сантиметровые деления; поперечное сечение бака , следовательно, объем слоя толщиной 1 см составляет .

Теоретическая подача испытываемого шестеренного насоса ВГП-11А составляет  л/мин при =1450 об/мин.

4. Порядок проведения опытов.

Исследования объемного к.п.д. насоса проводятся при постоянной частоте вращения . Первый опыт проводится при полностью открытом дросселе 5. Закрывают кран 6 на сливной трубе и, засекая время, наполняют мерный бак 7 на 4-5 делений. Последующие опыты проводятся в таком же порядке. Нагрузка на насос изменяется путем изменения сопротивления игольчатого дросселя 5. В каждом из опытов измеряется толщина слоя масла , поступившего в бак в течение времени наполнения .

По окончании каждого опыта следует открыть кран 6 на сливной трубе. В случае медленного опорожнения мерного бака 7 можно временно выключить насос.

Всего проводится 5-6 опытов при различных положениях дросселя 5. При этом следует иметь ввиду, что насос предназначен для работы в системах смазки станков с рабочим давлением в системе до , поэтому давление  по манометруM1 в опытах не должно превышать .

Данные опытов вносятся в табл. 12.1.

5. Обработка экспериментальных данных.

Обработка полученных данных ведется в данной последовательности:

  1. Определяется объем масла, поступившего в мерный бак:

  1. Определяется фактическая подача насоса:

  1. Производится пересчет теоретической подачи на фактическую частоту вращения насоса с учетом того, что минутная теоретическая подача насоса определяется по формулe

л/мин

где  – частота вращения насоса в об/мин.

  1. Определяется объемный к.п.д. насоса при каждом показании манометраM1:

.

Результаты всех вычислений заносятся в табл. 12.1.

  1. Определяется полезная (эффективная) мощность насоса , сообщаемая насосом жидкости:

, кВт.

  1. По результатам опытов строятся характеристики насоса:  и .

6. Форма отчета.

Таблица 12.1 –Таблица регистрации и обработки опытных данных[13]

№ опыта

, кгс/см2

,см

, см3

, с

Подача

, кВт

см3

л/мин

1

2

3

7.Контрольные вопросы:

1. Объяснить устройство стенда для испытания шестеренного насоса. Пояснить назначение всей гидроаппаратуры.

2. Объяснить устройство и принцип действия шестеренного насоса.

3. Что называется рабочим объемом насоса и как его определить?

4. Как определить теоретическую подачу шестеренного насоса?

5. Как определить фактическую подачу насоса?

6. В чем разница между фактической и теоретической подачей? Каким параметром она характеризуется?

7. Чем обусловлены объемные потери? Назвать места утечек жидкости в насосе.

8. Как влияет давление в системе на подачу насоса и объемный к.п.д.?

9. Как влияет частота вращения насоса на величину подачи и объемный к.п.д.?

10. Можно ли определить фактическую подачу расчетным путем?

11. Можно ли определить объемные потери расчетным путем?

Лабораторная работа № 13

ТЕЧЕНИЕ ГАЗА ПО КАНАЛУ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Данную работу следует рассматривать в первую очередь как иллюстрацию закономерностей одномерного установившегося движения газа. Такое движение хорошо воспроизводится в сопле Лаваля. Соплом Лаваля называют насадок с переменной площадью поперечного сечения: сужающаяся часть сопла – конфузор, расширяющаяся часть сопла – диффузор. Он рассчитывается таким образом, что дозвуковая скорость на входе становится сверхзвуковой на выходе [1].

Целью работы является изучение изменения параметров газового потока в сопле Лаваля, а именно: измерение распределения давления вдоль стенки сопла, расчет изменения основных параметров течения и сравнение полученных экспериментальных результатов с результатом теоретического расчета [1].

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Уравнения установившегося одномерного движения невязкого, нетеплопроводного газа. Число Маха. Изоэнтропические формулы газодинамических параметров. Характеристики сопла Лаваля: расход газа, реактивная сила, создаваемая соплом.

Литература: [1, с.112-121], [3, с.193-199], [7, с.130-135, 147], [12, с.322-333].

3. Описание лабораторной установки.

Схема установки для испытания сопла Лаваля показана на рис. 13.1. Сопло соединяется с ресивером (камерой), в котором поддерживается постоянное давление . Необходимая величина  обеспечивается соответствующей подачей воздуха в ресивер. Количество подаваемого воздуха можно изменять с помощью регулятора давления, соответственно увеличивается или уменьшается величина давления .

Рис. 13.1. Схема установки для испытания сопла Лаваля[1]

Для измерения статического давления вдоль стенки сопла сделаны приемные отверстия (рис. 13.2), давление через которые подается на манометры, смонтированные на одном щите.

Рис. 13.2. Сопло Лаваля [1]

4. Порядок проведения опытов[1].

1. С помощью регулятора давления устанавливается необходимое давление в ресивере .

2. Записываются показания манометров, соединенных с приемными отверстиями, расположенными вдоль стенки сопла.

3. Измерения производятся для нескольких давлений  в ресивере, однако р0 не должно превышать максимального значения в 38 атм. Показания вносятся в табл. 13.1.

Таблица 13.1 –Регистрация опытных данных [1]

5. Обработка экспериментальных данных.

1. Найти распределение чисел М вдоль сопла по формуле

где  – площадь минимального (критического) сечения сопла.

Расчет произвести в восьми сечениях: а) на выходе; б) в критическом сечении сопла; в) три точки в дозвуковой части сопла;

г) три точки в сверхзвуковой части сопла.

2. Пользуясь газодинамическими функциями, определить в выделенных сечениях отношения:

;

;

;

;

,

Здесь индексом «0» обозначены параметры торможения (в камере сгорания, в ресивере аэродинамической трубы), а величина  определяется формулой

.

3. Построить графики изменения чисел , , , , ,  вдоль сопла.

4. На основе замеренных данных построить график распределения давления вдоль сопла. Провести сравнение экспериментальных данных с результатами расчета. Здесь нельзя забывать, что замеренные значения давления представляются в абсолютных единицах (но не в избыточных). Сравнить на графике полученные данные с результатами расчета.

5. Построить абсолютные значения скорости и давления вдоль стенки сопла.

6. Определить величину расхода газа через сопло по формуле

.

7. Определить величину реактивной силы, развиваемой соплом, по формуле

или

,

где индекс «а» соответствует выходному сечению сопла, а индекс «н» – значениям в окружающей среде.

7. Контрольные вопросы:

1. Поясните следующие основные характеристики газовых потоков: число Маха, коэффициент скорости, безразмерная скорость.

2. Запишите формулу Сен-Венана и Вентцеля для определения скорости газового потока.

3. Поясните следующие основные характеристики сопла Лаваля: расход газа, реактивная сила, создаваемая соплом.

Лабораторная работа № 14

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПРОФИЛЯ ТУРБИННОЙ ЛОПАТКИ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Цель работы – замерить распределение давления по поверхности профиля турбинной лопатки (крыла) и, используя эти опытные данные, найти аэродинамические коэффициенты: лобового сопротивления , подъемной силы , момента тангажа , а также определить местонахождение центра давления [1].

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Взаимодействие газового потока с обтекаемым телом, силовые реакции. Крыловые профили и их характеристики. Взаимодействие крыловых профилей с потоком. Распределение давления на лобовой и кормовой частях профиля. Аэродинамическая сила и ее составляющие – сила лобового сопротивления и подъемная сила. Аэродинамические коэффициенты. Момент тангажа. Центр давления крылового профиля.

Литература: [1, с.121-136], [7, с.140-148], [12, с.488-490].

3. Описание лабораторной установки.

Работа проводится на аэродинамической трубе дозвуковых скоростей. Модель прямоугольного в плане крыла (постоянного во всех поперечных сечениях профиля) подвешивается на растяжках в рабочей части трубы (рис. 14.1).

Рис. 14.1. Схема эксперимента [1]

В среднем сечении крыло дренировано. Каждое отверстие дренажа на крыле герметически связано с верхним концом трубки батарейного манометра. При обдуве крыла воздушным потоком на крыле устанавливается некоторое распределение давления. Это распределение с той или иной степенью точности, зависящей от числа точек дренажа, чистоты обработки приемных отверстий и т.д., можно определить замером давлений во всех точках дренажа. Если при этом в -м отверстии на крыле устанавливается положительное избыточное давление , то уровень жидкости в -й трубке манометра опускается ниже нулевой отметки; если же избыточное давление отрицательно (разрежение в этой части крыла), то уровень жидкости поднимается. Высота изменения уровня жидкости в -й трубке манометра – . Одновременно с фиксацией давления в различных точках крыла замеряется скоростной напор с помощью трубки Пито – .

4. Порядок проведения опытов [1].

  1. Установить крыло на заданный угол атаки .
  2. Включить трубу в работу и, поместив приемник трубки Пито-Прандтля в зону невозмущенного потока перед моделью, замерить величину . Результат занести в табл. 14.1. В этой таблице также указать координаты дренажных отверстий в связанной системе.

3. Замерить изменение положения уровней жидкости в трубках батарейного манометра относительно положения равновесия и занести замеренные величины  с учетом знаков в табл. 2.14.

5. Обработка экспериментальных данных.

1. Вычисляются значения коэффициента давления по формуле

,

где  – удельный вес жидкости в манометре (для подкрашенной воды ) [1].

2. На миллиметровке выстраиваются координатные диаграммы  и . Для этого, используя данные табл. 14.1, наносятся экспериментальные точки (, ) и (, ). Эти точки соединяют плавными кривыми. Надписями «» и «» отмечаются кривые, дающие распределение давления на верхней и нижней поверхности крыла (рис.14.2); на другой диаграмме отмечаются надписями «» и «» кривые распределения давления на лобовой и кормовой частях профиля (рис.14.3).

3. Далее следует вычислить значение безразмерного коэффициента , используя формулу Симпсона для численного интегрирования [1]:

.

Для использования этой формулы весь интервал  разбивают на  равных частей, причем  – обязательно число нечетное. Любое  есть значение  в точке с координатой  При практическом расчете значения  снимаются с графика замером расстояния между кривыми  и  при соответствующей координате  с учетом знака алгебраической величины . Значения  в крайних точках, как видно из рис. 14.2, всегда равны нулю, т. е. .

Как показывает расчетная практика, число  вполне достаточно выбирать равным порядка .

4. Аналогично при вычислении второго безразмерного коэффициента [1]:

,

где  – значение  в точке с координатой

.

Это значение может быть определено непосредственным измерением расстояния между кривыми  и  на рис. 14.3 при соответствующей координате . И точно так же должен быть учтен знак величины . Здесь, как и при вычислении значения , число  – обязательно нечетное,a .

5. Вычисленные значения  и  позволяют найти аэродинамические коэффициенты  и  согласно формулам [1]:

,

.

6. Для вычисления коэффициента тангажного момента  необходимо вычислить интегралы:

,

.

Для этой цели можно предложить ту же методику численного интегрирования, что и при вычислении коэффициентов  и . Поэтому прежде всего должны быть графически построены зависимости  и . Разбив интервал интегрирования  на четное число отрезков, можно с использованием формулы Симпсона вычислить интеграл , а затем аналогично и .

7. Положение центра давления можно найти по формуле

.

6. Форма отчета.

Таблица 14.1 –Регистрация и обработка опытных данных [1]

, град.

, см

отв.№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Точность измерений должна быть до десятых долей сантиметра.

Рис. 14.2. Распределение давления на верхней и нижней частях профиля крыла [1]

Рис. 14.3. Распределение давления

на лобовой и кормовой частях профиля крыла [1]

Кроме приведенной выше таблицы и графиков в отчете по лабораторной работе должен быть представлен следующий графический материал:

1) схема взаимного расположения осей и действующих на крыло сил (рис.14.4) [1];

Рис. 14.4. Расположение центра давления крыла [1]

2) схема трубки Пито-Прандтля;

3) графики зависимостей  и ;

4) векторная диаграмма распределения безразмерного избыточного давления  по поверхности крыла (рис.14.5) [1]. На этом чертеже крыловой профиль вычерчивается геометрически подобным и указывается масштаб отложенных значений .

Рис.14.5. Векторная диаграмма распределения избыточного давления

по поверхности крыла [1]

7. Контрольные вопросы:

1. Объясните принцип измерения скорости в потоке газа при помощи трубки Пито-Прандтля.

2. Запишите формулу для определения скорости звука. Поясните ее физический смысл.

3. Поясните, какие силы действуют на профиль, обтекаемый потоком газа.

Лабораторная работа № 15

ИСПЫТАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА

1. Краткое описание работы, ее цель.

Цель работы: приобретение навыков экспериментального определения характеристик вентилятора.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Вентиляторы и их классификация. Конструкция и принцип действия центробежного вентилятора. Рабочие характеристики вентилятора. Объемная подача вентилятора, напор, полезная мощность, мощность привода, к.п.д. вентилятора.

Литература: [1, с.136-144], [3, с.231-239].

3. Описание лабораторной установки.

Установка (рис. 15.1) состоит из центробежного вентилятора 7, смонтированного на одном валу с электродвигателем 2. К вентилятору присоединены трубы: всасывающая 11 и нагнетательная 3 одинакового диаметра (). В выходном отверстии нагнетательной трубы можно устанавливать диафрагмы разного сечения, позволяющие изменять площадь выходного отверстия и, следовательно, изменять сопротивление нагнетательного трубопровода.

Рис. 15.1. Схема лабораторной установки [1]:

1 – центробежный вентилятор; 2– электродвигатель; 3 – нагнетательный трубопровод; 4– трубка полного напора в нагнетательном трубопроводе;

5– диафрагма; 6– шит управления; 7– пусковая кнопка; 8 – дифманометр полного напора; 9 – счетчик электроэнергии; 10 – дифманометр скоростного напора; 11 – всасывающий трубопровод; 12 – решетка, спрямляющая поток воздуха; 13 – трубка статического напора во всасывающем трубопроводе;

14 – трубка полного напора во всасывающем трубопроводе

При испытании трубопровода замеряют объемную подачу, развиваемый напор и потребляемую мощность. Объемную подачу и напор замеряют с помощью скоростной пневмометрической трубки Пито-Прандтля (рис. 15.2), мощность – электросчетчиком.

Рис. 15.2. Схема скоростной (пневмометрической) трубки [1]

4. Порядок проведения опытов.

Включить вентилятор, нажав пусковую кнопку 7. На выходе из нагнетательного трубопровода или на входе во всасывающий трубопровод установить последовательно диафрагмы, которые, дросселируя поток воздуха, изменяют режим работы установки. Можно дросселировать вход.

Для каждого режима работы установки необходимо записать показанияU-образных дифманометров, фиксирующих полный  и скоростной  напоры вентилятора.

С помощью секундомера определить частоту вращения диска электросчетчика , .

Все измерения надо выполнять «на ходу», не выключая вентилятор при замене диафрагм. Все замеры необходимо провести не менее чем для семи режимов работы вентилятора (шесть диафрагм и без диафрагмы).

5. Обработка экспериментальных данных.

1. Объемную подачу вентилятора рассчитывают по формуле

,

где  – средняя скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с,

,

где  – плотность воды, заполняющей дифманометры;  – плотность воздуха при нормальных условиях;  – скоростной напор, ;  – ускорение свободного падения, ;  – площадь сечения воздуховода,  (диаметр воздуховода равен ).

2. Мощность, затрачиваемую вентилятором, т. е. мощность электродвигателя, вычисляют по формуле

,

где  – частота вращения диска счетчика, ;  – к.п.д. электродвигателя, ; 450 – число оборотов счетчика, соответствует .

3. Полезную мощность, т. е. мощность, сообщенную потоку воздуха, определяют из уравнения

,

где  – объемная подача вентилятора, ;  – полный напор, ;  – плотность воды, .

Необходимо помнить, что .

4. Коэффициент полезного действия , , вентилятора находят по формуле

.

6. Форма отчета.

Таблица15.1 –Результаты измерений[1]

№ диафрагмы

, м

,м

, обороты диска

, с

,

Таблица15.1 –Результаты расчетов[1]

№ опыта

, м

, кВт

,м3

,%

По экспериментальным данным построить характеристики центробежного вентилятора. По оси абсцисс откладывают объемную подачу. По оси ординат – напор, полезную мощность и к.п.д. Графики строятся на миллиметровой бумаге с обязательным нанесением расчетных точек.

7. Контрольные вопросы:

1. Каково назначение вентиляторов? Назовите их виды.

2. Назовите основные технические характеристики вентиляторов.

3. Как определить полезную мощность и к.п.д. вентилятора?

4. Что характеризует критерий быстроходности вентилятора?

5. Объясните универсальную аэродинамическую характеристику вентилятора.

Заключение

В данном лабораторном практикуме приведены:

Лабораторные работы построены так, чтобы при их выполнении студенты прошли через все основные этапы научного исследования: постановка и анализ задачи, выбор метода измерений, методика лабораторного эксперимента и проведение измерений, обработка и анализ полученных результатов с применением ЭВМ.

Описания лабораторных работ не перегружены излишними теоретическими сведениями, и студенту дается возможность составить более полное представление об изучаемых вопросах путем знакомства с учебными, научными и справочными изданиями, приведенными в библиографическом списке.

В результате выполнения лабораторных работ студенты знакомятся с измерительным оборудованием, проводят конкретные опытные измерения, сопоставляют результаты с теоретическими положениями.

Систематическая работа на лабораторных занятиях, изучение рекомендуемой литературы в ходе предварительной подготовки к ним позволят студентам углубить и расширить теоретические знания по дисциплинам «Гидравлика» и «Гидрогазодинамика», а также выработать необходимые практические навыки, что, несомненно, пригодится будущим специалистам в их профессиональной деятельности.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Алексеев, Г. В. Виртуальный лабораторный практикум по курсу «Механика жидкости и газа»: учеб. пособие / Г. В. Алексеев, И. И. Бриденко. – СПб.: ГИОРД, 2007. – 152 с.
  2. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы : учеб. для студентов втузов / Т. М. Башта и др. – 5-е изд., стер. – М.: Альянс, 2011. – 422 с.
  3. Брюханов, О. Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики: учебник / О. Н. Брюханов, В. И. Коробко, Ак. Т. Мелик-Аракелян. – М.: ИНФРА-М, 2007. – 254 с.
  4. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения/ Л. С. Скворцов, Ф. М. Долгачев, П. Д. Викулин и др. – М.: Архитектура–С, 2008. – 256 с.
  5. Калекин, А. А. Основы гидравлики и технической гидромеханики / А. А. Калекин. – М.: Мир, 2008. – 280 с.
  6. Калицун, В. И. Гидравлика, водоснабжение и канализация/ В. И. Калицун, В. С. Кедров, Ю. М. Ласков. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 2002. – 396 с.
  7. Касилов, В. Ф. Справочное пособие по гидрогазодинамике для теплоэнергетиков/ В. Ф. Касилов. – М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 272 с.
  8. Лапшев, Н. Н. Гидравлика: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Н. Н. Лапшев. – 2–е изд., испр. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.– 272 с.
  9. Лепешкин, А. В. Гидравлические и пневматические системы : учеб. для студентов образоват. учреждений сред. проф. образования по специальностям 51001 "Технология машиностроения", 160203 "Пр-во летат. аппаратов" / А. В. Лепешкин, А. А. Михайлин ; под ред. Ю. А. Беленкова. – 4-е изд., стер. – М. : Академия, 2007. – 331 c.
  10. Лепешкин, А. В. Гидравлика и гидропневмопривод: учеб. для студентов по специальности "Автомобиле- и тракторостроение" / А. А. Михайлин, А. А. Шейпак ; ред. А. А. Шейпак ; Федер. агентство по образ., Моск. гос. индустр. ун-т и др. – 4-е изд., доп. и перераб. – М. : МГИУ, 2007 – Ч. 2: Гидравлические машины и гидропневмопривод. – 350 c.
  11. Схиртладзе, А. Г. Гидравлические и пневматические системы : учеб. для студентов ообразоват. учреждений сред. проф. образования по техн. специальностям / А. Г. Схиртладзе, В. И. Иванов, В. Н. Кареев ; под ред. Ю. М. Соломенцева. – М.: Высш. шк., 2006. – 533 c.
  12. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник/ под ред. А. В. Клименко, В. М. Зорина. – М.: Изд-во МЭИ, 2001. – 564 с. – (Теплоэнергетика и теплотехника. Кн. 2).
  13. Титова, А. Д. Гидравлика и гидравлические машины : рук. к выполнению лаб. работ для студентов III курса спец. 0519, 0501, 0901, 0902 / А. Д. Титова. – Йошкар-Ола: МПИ, 1979. – 86 c.
  14. Штеренлихт, Д. В. Гидравлика / Д. В. Штеренлихт. – 3–е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2005. – 655 с.

Оглавление

Предисловие………………………………………………......................

3

Техника безопасности при проведении лабораторных работ………..

5

Лабораторная работа № 1. Определение гидростатического давления…

10

Лабораторная работа №2. Построение формы свободной поверхности жидкости в цилиндрическом сосуде, вращающемся вокруг

вертикальной оси.……………………………………………………….

15

Лабораторная работа №3. Определение режима движения жидкости

19

Лабораторная работа №4. Определение коэффициента расхода во-

домера Вентури………………………………………………………….

23

Лабораторная работа №5. Диаграмма уравнения Бернулли …………

27

Лабораторная работа №6. Определение потерь напора по длине, коэффициента гидравлического сопротивления трения и коэффици-

ента шероховатости трубы………………………………......................

31

Лабораторная работа № 7. Потери напора на внезапном расширении

38

Лабораторная работа №8. Определение коэффициента расхода при истечении жидкости через отверстия и насадки………………………

41

Лабораторная работа №9.Определение коэффициента расхода при истечении через водослив с широким порогом……………………….

46

Лабораторная работа №10.Испытания центробежного насоса…………

51

Лабораторная работа №11.Определение теоретической произво-

дительности и объемного к.п.д. роторных насосов…………………...

58

Лабораторная работа № 12.Экспериментальное определение объ-

емного к.п.д. шестеренного насоса..……………………………...........

66

Лабораторная работа № 13. Течение газа по каналу переменного сечения

70

Лабораторная работа № 14. Определение аэродинамических ха-

рактеристик профиля турбинной лопатки……………………………..

74

Лабораторная работа № 15. Испытание центробежного вентилятора

80

Заключение……………………………………………………………...

85

Библиографический список…………………………………………….

86

Учебное издание

ПОЗДЕЕВ Анатолий Геннадиевич

КУЗНЕЦОВА Юлия Анатольевна

ГИДРАВЛИКА

ГИДРОГАЗОДИНАМИКА

Лабораторный практикум

РедакторЛ. С. Журавлева

Компьютерный набор и версткаЮ. А. Кузнецова

Подписано в печать 12.11.2012. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл. печ. л. 5,11. Тираж 100 экз. Заказ № 4936.

Поволжский государственный технологический университет

424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3

Редакционно-издательский центр

Поволжского государственного технологического университета

424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17




Возможно эти работы будут Вам интересны.

1. Физика: лабораторный практикум

2. Лабораторный практикум по магнетизму

3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ И ТЕПЛООБМЕНУ

4. Лабораторный практикум по бухгалтерскому учету

5. Захарова, Л.Н. Статистика. Лабораторный практикум

6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

7. Теория механизмов и машин: лабораторный практикум

8. Лабораторный практикум по ветеринарно-санитарной экспертизе меда

9. Лабораторный практикум по курсу Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений

10. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО БУХГАЛТЕРСКОМУ УЧЕТУ (СКВОЗНАЯ ЗАДАЧА ПО ФИНАНСОВОМУ И УПРАВЛЕНЧЕСКОМУ УЧЕТУ)