Порядок выполнения работы и обработка

Опытных данных

1 Открыть вентиль 5 на трубопроводе 4 и наполнить водой бак 3 настолько, чтобы переливное устройство 6 начало работать, после чего вентиль 5 прикрыть.

2 Открыть незначительно кран 14 на стеклянной трубе 1, чтобы скорость движения воды в ней была небольшой (вода из трубы 1 должна течь тонкой струйкой).

3 Приоткрыть краник 10 на трубке 9 и подать из емкости 11 в трубу 1 небольшое количество раствора красителя, чтобы окрашенная струйка воды представляла собой отчетливо выраженную нить по всей длине трубы.

4 Измерить с помощью мерного сосуда 16 и секундомера 15 расход воды Q в трубе. При этом измеряемый объем воды в сосуде 16 должен быть таким, чтобы время наполнения составляло не менее 20…30 секунд.

5 Измерить температуру воды в баке 3 термометром 8.

6 Результаты измерений записать в таблице 4.

7 Увеличить открытием крана 14 скорость движения воды в трубе 1, но так, чтобы окрашенная струйка жидкости сохранялась, т.е. чтобы режим остался ламинарным, и, выполнив те же измерения, что и в первом опыте, записать их результаты в таблице 4.

8 Дальнейшим увеличением открытия крана 14 создать в трубе 1 турбулентный режим (об этом будет свидетельствовать интенсивное перемешивание с водой раствора красителя, подачу которого следует увеличить, чтобы эффект был ярче) и выполнить третий и четвертый опыты так, как описано выше, после чего закрыть краник 10 и кран 14. Результаты измерений записать в таблице 4.

9 Открыть кран 13 на винипластовой трубе 2 так, чтобы разность показаний пьезометров 12 составляла не более 0,3 см и измерить расход воды и ее температуру. Результаты измерений записать в таблице 5.

10 Сделать ещё девять аналогичных опытов, увеличивая в каждом последующем опыте открытие крана 13 так, чтобы разность показаний пьезометров 12 (потеря напора по длине h_l) при этом возрастала примерно в 1,5…1,6 раза. Результаты измерений записать в таблицу 4.

11 Выполнить все вычисления, предусмотренные таблицей 4.

12 Построить в масштабе по данным таблицы 4 график lgh_l= f(lg ) (рисунок 8) и определить с его помощью критическую скорость , а через неё и , а также показатели степени и и коэффициенты пропорциональности и .

13 Дать заключение по результатам работы.

Таблица 4 – Результаты измерений и вычислений

Наименования и обозначения измеряемых и вычисляемых величин	Ед. изм.	Результаты измерений и вычислений
Ламинарный режим	Турбулентный режим
Опыт 1	Опыт 2	Опыт 3	Опыт 4
Объём воды в мерномсосуде	см3
Время наполнения объёма	с
Расход воды	см3/с
Внутренний диаметр стеклянной трубы	см
Площадь поперечного сечения трубы	см2
Средняя скорость движения воды	см/с
Температура воды T	оС
Кинематический коэффициент вязкости воды (по справочнику)	см2/с
Число Рейнольдса	–
Критическое число Рейнольдса (по справочнику)	–

Контрольные вопросы

1 Назовите режимы движения жидкости и укажите их характерные особенности.

2 Поясните, что такое критерий Рейнольдса, назовите факторы, от которых он зависит, и укажите, в чем заключается его физический смысл.

3 Поясните, что такое критическое число Рейнольдса.

4 Поясните, каким образом при гидравлических расчётах определяют режим движения жидкости и с какой целью.

5 Поясните, что такое критическая скорость, от каких факторов она зависит и как её определяют.

6 Напишите и поясните аналитические зависимости потерь напора по длине от средней скорости потока при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости.

7 Изобразите график зависимости потерь напора по длине от средней скорости (в логарифмических координатах) и дайте пояснения к нему.

8 Поясните, как определяются Re и Re _кр для труб некруглого сечения?

9 Поясните, почему график h_l = f( J ) строят в логарифмических координатах?

10 Поясните, что такое гидравлический радиус и что он характеризует?