- •Министерство образования российской федерации
- •151000 «Конструкторско-технологическое обеспечение
- •Теоретические основы
- •Лабораторная работа № 11
- •Теоретические основы
- •Лабораторная работа № 2 определение коэффициента вязкости жидкости методом пуазейля
- •Теоретические основы
- •Лабораторная работа № 3 изучение режимов течения жидкости
- •Теоретические основы
- •Лабораторная работа № 10 определение коэффициента местных сопротивлений
- •Теоретические основы
- •Определение зависимости потерь на трение в трубе от режима течения жидкости
- •Теоретические основы
- •Лабораторная работа № 9
- •Лабораторная работа № 5 градуировка ротаметра на приборе д. Бернулли
- •Теоретические основы
- •Одномерные потоки жидкостей и газов лабораторная работа № 8 экспериментальная иллюстрация уравнения д. Бернулли. Построение напорной и пьезометрической линий
- •Теоретические основы
- •Силы, действующие в жидкостях
- •Лабораторная работа № 6
- •Исследование гидростатического давления
- •Цель работы – изучение свойств гидростатического давления в замкнутой области.
- •Теоретические основы
- •Лабораторная работа № 7 относительный покой жидкости
- •Теоретические основы
Силы, действующие в жидкостях
Лабораторная работа № 6
Исследование гидростатического давления
Цель работы – изучение свойств гидростатического давления в замкнутой области.
Содержание работы – измерение манометрического и вакууметрического давления в резервуаре со сжатым или разреженным воздухом и определение абсолютного гидростатического давления в этом резервуаре.
Теоретические основы
Гидростатическим
давлением называется напряжение сжатия
в точке покоящейся жидкости (газа).
Различают следующие виды гидростатического
давления: манометрическое
;
вакууметрическое
;
атмосферное или барометрическое
и абсолютное
.
Абсолютное гидростатическое давление определяется зависимостями:
или
.
Измерение давления в замкнутом объеме проводится на экспериментальной установке, схема которой представлена на рис. 8. Установка включает в себя герметичный резервуар 1 и открытый стеклянный баллон 3, образующих с помощью соединительного шланга 2 сообщающиеся сосуды, частично заполненные водой. Стеклянный баллон имеет подъемное устройство, позволяющее перемещать его в вертикальном направлении. При перемещении баллона вверх вода из него поступает в резервуар. Имеющийся в резервуаре воздух сжимается и давление в нем повышается. При опускании баллона происходит обрат-
15

Рис.8. Схема установки для измерения
гидростатического давления
ное
движение воды из резервуара в баллон.
Объем воздуха в резервуаре увеличивается,
а давление в нем понижается. Измерение
манометрического и вакууметрического
давления производится с помощью
мановакууметров, подключенных к
резервуару. Мановакууметры состоят из
двух U-образных
трубок 4 и 5, концы которых соединены
коллектором, по которому передается
давление воздуха; вторые концы трубок
открыты и сообщаются с атмосферой.
Трубка 4 заполнена водой с удельным
весом
,
а трубка 5 – спиртом с удельным весом
.
К резервуару подключен вакууметр 6
(обратный пьезометр). Стакан вакууметра
7, открытый сверху, заполнен водой. При
измерении манометрического давления
вакууметр с помощью крана отключается
от резервуара. Измерение уровней жидкости
в трубках мановакууметров и вакууметра
производится по шкалам измерительных
линеек 10. Резервуар 1 сообщается с
атмосферой посредством крана 9. Измерение
атмосферного давления производят при
помощи ртутного барометра, с удельным
весом ртути
.
16
.
Используя найденную
величину коэффициента
и придавая r
значения
(i
= 1, 2,…N),
вычисляем и заносим в табл. 7 их
теоретические значения. Точки (
)
наносим на график (рис. 10) и соединяем
их плавной кривой. Это и есть наблюдаемая
форма свободной поверхности жидкости
в сосуде, вращающемся с постоянной
угловой скоростью.

Рис. 10. Согласование опытных и расчетных данных
Результаты замеров и вычислений вносят в отчет в виде табл. 7. Графические изображения расчетных и экспериментальных зависимостей z = z(r) приводят на рис. 11.
21

Рис. 9. Схема лабораторной установки
Опытные
значения
координат
наносятся на график симметрично
относительно оси z
и соединяются ломаной кривой (рис. 10).
Форма этой кривой напоминает параболу,
поэтому опытную кривую аппроксимируют
уравнением
.
Из последнего уравнения для неизвестного
коэффициента А
получается соотношение
.
Подставляя вместо
r
и z
их опытные значения
(i
= 1, 2…N,
где N
– число наблюдений), вычисляют опытные
значения коэффициента
по формуле
,
где ( i = 1, 2…N) и заносят их в табл. 7.
Легко видеть, что
в разных наблюдениях значения
отличаются друг от друга. В качестве
оценки истинного значения коэффициента
А
принимают среднее арифметическое
20
Результаты замеров и вычислений вносятся в отчет в виде табл. 6.
Таблица 6
Результаты замеров и вычислений
|
№ пп |
Параметры |
Ед. изм. |
Испытание на сжатие |
Испытание на разряжение |
||
|
вода |
спирт |
вода |
спирт |
|||
|
1. |
Левое колено
|
см |
|
|
|
|
|
2. |
Правое колено
|
см |
|
|
|
|
|
3. |
Разность
|
см |
|
|
|
|
|
4. |
|
Па |
|
|
|
|
|
5. |
|
мм.рт ст. |
|
|
|
|
|
Па
|
|
|
|
|
||
|
6. |
|
Па |
|
|
|
|
17
