РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

Цель работы. Приобретение способностей по измерению гидростатического давления жидкостными устройствами.

Общие сведения

Абсолютное давление в хоть какой точке покоящейся воды определяется по основному уравнению гидростатики

p= pо +rgH,

где pо - абсолютное давление на свободной поверхности воды;

r - плотность воды;

H - глубина погружения точки под свободной поверхностью.

В работе рассчитывается давление в РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ данной точке (к примеру, на деньке резервуара) через показания разных устройств и потом сравниваются результаты, приобретенные 2-мя способами.

Порядок выполнения работы

1. В резервуаре 2 над жидкостью сделать давление выше атмосферного (pо>pа), о чем свидетельствуют превышение уровня воды в пьезометре 3 над уровнем в резервуаре и прямой перепад уровней в мановакуумметре 5
(рис. 2.1, а). Для этого РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ устройство поставить на правую сторону, а потом поворотом его против часовой стрелки отлить часть воды из левого колена мановакуумметра 5 в резервуар 2.

2. Снять показания пьезометра hп, уровнемера H и мановакуумметра hм.

3. Вычислить абсолютное давление на деньке резервуара через показания пьезометра, а потом - через величины, измеренные уровнемером и мановакуумметром. Для РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ оценки сопоставимости результатов определения давления на деньке резервуара 2-мя способами отыскать относительную погрешность dp.

4. Над свободной поверхностью воды в резервуаре 2 сделать вакуум (pо

5. Перевернуть устройство против часовой стрелки
(рис 2.1, в) и найти манометрическое либо вакуумметрическое давление в данной педагогом точке С через показания пьезометра 6, а потом с целью проверки отыскать его через РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ показания оборотного пьезометра 7 и уровнемера 4.

В процессе проведения опытов и обработки экспериментальных данных заполнить таблицу 2.1.

Таблица 2.1

№ п/п Наименование величин Обозначения, формулы Условия опыта
Ро>Ра Ро<Ра
1. Пьезометрическая высота, м hп
2. Уровень воды в резервуаре, м H
3. Манометрическая высота, м --------
4. Вакуумметрическая высота, м --------
5. Абсолютное давление на РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ деньке резервуара по показанию пьезометра, Па p= pа+ r g hп
6. Абсолютное давление в резервуаре над жидкостью, Па pо= pа+ r g hм --------
pо= pа - r g hв --------
7. Абсолютное давление на деньке резервуара через показания мановакуумметра и уровнемера, Па p*= pо +r gH
8. Относительная погрешность результатов определения давления на деньке РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ резервуара, % dp=100(p-p*)/ p

Примечание. Принять атмосферное давление pа = 101325 Па, плотность воды r = 1000 кг/м3.

РАБОТА 4. Исследование СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ Воды

Цель работы. Наблюдение потоков воды с различной структурой и выявление причин, влияющих на структуру.

Общие сведения

Различают два главных режима течения воды: ламинарный (слоистый) и турбулентный (вихревой). При РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ламинарном режиме частички воды движутся по параллельным траекториям без смешивания, потому поток имеет слоистую структуру, т.е. жидкость движется отдельными слоями. Турбулентное движение характеризуется пульсацией давления и скоростей частиц, что вызывает насыщенное смешивание воды в потоке, т.е. вихревое движение.

При резком изменении поперечного сечения либо направления канала от его РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ стены отрывается транзитная струя, а у стены жидкость начинает двигаться в оборотном направлении, приводя к вращению воды меж транзитной струей и стеной. Эта область именуется циркуляционной (вальцовой) зоной.

Для визуализации течений используют меченые частички (к примеру, частички алюминия) либо окрашенные (к примеру, чернилами либо тушью) струйки, которые РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ демонстрируют траектории перемещения огромного количества частиц воды. Они еще именуются линиями тока, если течение установившееся. При установившемся (стационарном) течении осредненные значения скорости и давления в каждой точке потока постоянны во времени. В данном случае расход, т.е. количество воды, проходящее через данное сечение в единицу времени, также не меняется во РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ времени.

Описание устройства № 3

Устройство № 3 имеет прозрачный корпус (рис. 4.1, а), баки 1 и 2 с успокоительной стеной 3 для гашения возмущений в воды от падения струй и всплывания пузырей воздуха. Баки меж собой соединены каналами 4 и 5 с схожими сечениями. Конец канала 4 оснащен перегородкой с щелью 6, а обратный конец канала 5 - решеткой (перегородкой со обилием РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ отверстий) 7. Устройство заполнено водой, содержащей микроскопичные частички алюминия для визуализации течения. Уровень воды в баке 2 измеряется по шкале 8.

Устройство работает последующим образом. В положениях устройства (рис. 4.1, а, б) поступающая через левый канал в нижний бак вода теснит воздух в виде пузырей в верхний бак. Потому давления на входе в канал РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ (на деньке верхнего бака) и над жидкостью в нижнем баке уравниваются и истечение происходит под действием неизменного напора Н, создаваемого столбом воды в левом канале. Так обеспечивается установившееся (с неизменным во времени расходом) движение воды. При этом в канале 4 устанавливается ламинарный режим благодаря низким скоростям течения из РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ-забольшого сопротивления щели 6. В свою очередь маленькое гидравлическое сопротивление решетки 7 обеспечивает получение турбулентного течения в канале 5 за счет огромных скоростей (рис. 4.1, б). Расход можно уменьшать наклоном устройства от себя.

В случаях, обозначенных на рис. 4.1, в, г, д в каналах 4 и 5 появляется неустановившееся (при переменном напоре и расходе) движение воды за счет РАБОТА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ конкретного соединения воздушных полостей баков. Это позволяет проследить за конфигурацией структуры потоков в процессе уменьшения их скорости до нуля.

a) б) в)
a
А

г) д)

Рис. 4.1. Схема устройства № 3:

1, 2- баки; 3 - перегородка; 4, 5 - бывалые каналы;
6 - щель; 7 - решетка; 8 - уровнемерная шкала


rabochaya-uchebnaya-programma-po-neprerivnoj-prakticheskoj-podgotovke-dlya-studentov-specialnosti-napravleniya-100701-51-kommerciya-po-otraslyam-.html
rabochaya-uchebnaya-programma-po-predmetu-informatika-i-ikt-10-11-klasssemakin.html
rabochaya-uchebnaya-programma-po-russkomu-yaziku-dlya-uchashihsya-podgotovitelnogo-otdeleniya-mediko-biologicheskogo-profilya-fakulteta-dovuzovskogo-obrazovaniya.html