Hüdraulikaajami praktilised harjutused laboritööd. Hüdraulika laboratoorsed tööd
Hüdraulika laboratoorsed tööd - Haridus, Vene Föderatsiooni Põllumajandusministeerium...
Keskkonnatehnika osakond,
ehitus ja hüdraulika
GPD.F.03 Hüdraulika
Opd.f.02.05 hüdraulika
GPD.F.07.01 Hüdraulika
GPD.F.08.03 HÜDRAULIKA
GPD.F.07 Hüdraulika ja hüdraulikamasinad
GPD.R.03 RAKENDATUD HÜDROMEHAANIKA
GPD.F.08 HÜDROGAASI DÜNAAMIKA
Hüdraulika laboratoorsed tööd
Juhised
Ufa 2010Labor nr 1
PEAHÜDRAULIKA MÕÕTMINE
VEDELIK OMADUSED
Üldine informatsioon
Laboripraktikas ja tootmistingimustes mõõdetakse järgmisi parameetreid: tase, rõhk ja vedeliku vool.
Taseme mõõtmine. Lihtsaim instrument on klaastoru, mis on alumisest otsast ühendatud avatud reservuaariga, milles määratakse tase. Torus ja paagis, nagu ka suhtlevates anumates, on vedeliku taseme asend sama.
Ujuktaseme mõõturid on laialdaselt kasutusel (kütusepaakides, grupiautomaatsetes joogikaussides, erinevates tehnoloogilistes mahutites). Seadme töökorpus - ujuk - järgib vedeliku taseme mõõtmist ning vastavalt muutuvad ka näidud skaalal. Ujuki (primaarsensori) mehaanilist liikumist üles-alla saab reostaadi või induktiivpooli abil muuta elektriliseks signaaliks ja salvestada sekundaarse seadmega. Sel juhul on võimalik näitude kaugedastus.
Soovitud väärtuse määramise kaudsetel meetoditel põhinevatest instrumentidest pakub suurimat huvi mahtuvuslik nivoomõõtur. See kasutab andurina metallelektroodi, mis on kaetud õhukese plastisolatsioonikihiga. Elektrood-vedelik-reservuaari süsteem moodustab voolu ühendamisel kondensaatori, mille mahtuvus sõltub vedeliku tasemest. Mahtuvusandurite puudused hõlmavad näitude olulist sõltuvust elektroodi isolatsiooni olekust.
Rõhu mõõtmine . Vastavalt otstarbele õhurõhu (baromeetrid), ülerõhu (manomeetrid - p ex > 0 ja vaakummõõturid - p ex juures) mõõtmiseks mõeldud seadmed<0), разности давлений в двух точках (дифференциальные манометры).
Vastavalt tööpõhimõttele eristatakse vedel- ja vedruseadmeid.
Vedelates seadmetes mõõdetud rõhku tasakaalustab vedelikusammas, mille kõrgus on rõhu mõõdik. Piesomeeter eristub lihtsa konstruktsiooniga, mis on vertikaalne klaastoru, mis on oma alumise otsaga ühendatud kohaga
rõhu mõõtmised (joonis 1.1a).
Joonis 1.1 Vedelad instrumendid:
a) piesomeeter;
b) U-kujuline toru
Rõhu väärtus ühenduspunktis määratakse vedeliku tõusu kõrguse h järgi piesomeetris: р=rgh, kus r on vedeliku tihedus.
Piesomeetrid on mugavad väikeste ülerõhkude mõõtmiseks - umbes 0,1-0,2 at. Funktsionaalselt on võimalused avaramad kahetorulistel U-kujulistel seadmetel (joon. 1.1b), mida kasutatakse manomeetritena, vaakummõõturite ja diferentsiaalmanomeetritena. Instrumendi klaastoru saab täita raskema vedelikuga (näiteks elavhõbedaga). Vedelinstrumendid on suhteliselt suure täpsusega, neid kasutatakse tehnilistel mõõtmistel, aga ka muud tüüpi instrumentide kalibreerimiseks ja taatlemiseks.
Kevadseadmetes mõõdetud rõhku tajub elastne element (toruvedru, membraan, lõõts), mille deformatsioon on rõhu mõõt. Laialt levinud torukujuliste vedrudega seadmed. Sellises seadmes on ovaalse toru alumine avatud ots (joonis 1.2a) korpuses jäigalt fikseeritud ja ülemine (suletud) ots on ruumis vaba.
Söötme rõhu mõjul kipub toru lahti painduma (kui p > p at) või vastupidi, veelgi rohkem painduma (kui p<р ат). В показывающих приборах упругий элемент, перемещаясь, воздействует через передаточный механизм на стрелку и по шкале ведется отсчет измеряемого давления. В приборах с дистанционной передачей показаний механическое перемещение упругого элемента преобразуется в электрический (или пневматический) сигнал, который регистрируется вторичным прибором.
Joonis 1.2 Vedruseadmed:
a) torukujulise vedruga;
b) lõõtsad; c) membraan
Täpsusklassi järgi jagunevad torukujuliste ühespiraalvedrudega seadmed:
Tehniline (tavamõõtmiste jaoks - täpsusklass 1,5; 2,5; 4,0);
Eeskujulik (täpsete mõõtmiste jaoks - täpsusklass 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0);
Kontroll (tehniliste prioriteetide kontrollimiseks - täpsusklass 0,5 ja 1,0).
Täpsusklass on näidatud instrumendi sihverplaadil; see iseloomustab seadme piirviga protsentides skaala maksimumväärtusest normaaltingimustes (t=20°C, p=760 mm Hg).
Voolu mõõtmine. Lihtsaim ja täpseim meetod vedeliku voolu määramiseks on mahumõõtmine, kasutades mõõteanumat. Mõõtmine taandatakse teadaoleva mahuga W anuma täitmise aja T registreerimisele. Siis on vooluhulk Q=W/T. Tootmistingimustes kasutatakse vedela koguse W arvestitena erinevaid mahu- ja kiirmõõtureid (tiib ja turbiin). Meetod võimaldab määrata Q aja keskväärtusi.
a) b) sisse)
Joonis 2.5 Vedelikumõõturid:
a− mahuline ovaalsete hammasratastega; b− pöörlev;
sisse− kiire tiibadega plaadimängijaga
Survetorustike hetkevooluhulkade mõõtmiseks kasutatakse erinevat tüüpi voolumõõtureid (joonis 1.4). Mugav jaoks
mõõtmised kitsenemisseadmetega voolumõõturid. Seadme tööpõhimõte põhineb kitseneva seadme (näiteks diafragma) abil voolus staatilise rõhuerinevuse tekitamisel ja selle mõõtmisel diferentsiaalmanomeetriga (joonis 1.4b). Vedeliku voolukiirus määratakse kalibreerimiskõvera Q = f(h) või valemiga:
Q = mАÖ2gh, (2,2)
kus m on kitsenemisseadme voolutegur;
h on diferentsiaalmanomeetri näit;
A on vooluhulgamõõturi konstant;
kus D on torujuhtme läbimõõt;
d on kitsendusseadme ava läbimõõt.
Joonis 1.4 Vedelikumõõturid:
a) konstantne diferentsiaalrõhk (rotameeter);
b) muutuv rõhulangus
(kitsendusseadmega - diafragma);
c) induktsioon
Eesmärk
Tutvuda vedeliku taseme, rõhu ja vooluhulga mõõtmise seadme, tööpõhimõtte ja tööpõhimõttega; Õppige voolumõõturite kalibreerimise meetodit.
Töökäsk
1.3.1 Kasutades õppekirjandust, juhendeid, plakateid ja mõõteriistade täismahus näidiseid, tutvuge taseme, rõhu ja ... vee mõõtmise meetoditega mõõtepaagi abil. Muuda aja juhtimist...Labor nr 2
Võrrandi eksperimentaalne uurimine
Bernoulli
Üldine informatsioon
Tõelise vedeliku ühtlase ja sujuvalt muutuva liikumise jaoks on Bernoulli võrrandil järgmine kuju:
z 1 + 
, (2.1)
kus z 1 , z 2 on sektsioonide 1 ja 2 raskuskeskmete asukoha kõrgused;
р 1 , р 2 - rõhk sektsioonides;
u 1 , u 2 - keskmised vooluhulgad sektsioonides;
a 1,a 2 - kineetilise energia koefitsiendid.
Energeetilisest vaatenurgast:
z on asukoha eripotentsiaalne energia (geomeetriline pea);
Rõhu eripotentsiaalne energia (piezomeetriline pea);
Kineetiline erienergia (kiiruspea).
Summa z ++ = H väljendab vedeliku kogu erienergiat (kogu pea).
Võrrandist (2.1) järeldub, et kui reaalne vedelik liigub, väheneb kogukõrgus allavoolu (H 2<Н 1). Величина h 1-2 = Н 1 - Н 2 характеризует потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений.
Teatud viisil kogupea vähenemine kajastub ka selle komponentides - piesomeetrilistes ja kiirusrõhkudes. Rõhumuutuste olemus konkreetses hüdrosüsteemis pakub praktilist huvi ja seda saab visuaalselt empiiriliselt uurida.
Eesmärk
Eksperimentaalselt kinnitage võrrandi kehtivust
Bernoulli: kogu, piesomeetrilise ja kiirusrõhu muutuse olemuse kindlakstegemine vedeliku liikumisel uuritavas torustikus.
Kogemuste metoodika
Laboratoorseid töid saab teha spetsiaalsel paigaldusel ja universaalsel alusel.
Esimesel juhul mõõdetakse ühtlase vedelikuvooluga katsesektsiooni kontrollsektsioonides piesomeetrilisi ja kogukõrgusi, teisel juhul mõõdetakse ainult piesomeetrilisi, millele järgneb kogukõrguse arvutamine.
Katseandmete põhjal koostatakse peagraafik ja analüüsitakse Bernoulli võrrandi komponentide voolu piki muutumist.
Piloottehase kirjeldus
Bernoulli võrrandi uurimiseks mõeldud spetsiaalse installatsiooni skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 2.1. See sisaldab survepaaki, ... mõõtepaaki. Eksperimentaalne läbilõige on muutuva ristlõikega (sile ... Universaalne alus (Joonis 2.2) on sama konstruktsiooniskeemiga Selle eristavaks tunnuseks on kaldus ...Töö protseduur
a) survepaak on täidetud veega konstantsel tasemel; b) käitise katsetorustiku ventiili lühiajaline avamine ... c) torustikus määratakse vedeliku voolukiirus, tagades vaatluste nähtavuse ja etteantud režiimi jaoks ...Katseandmete töötlemine
Eripaigaldisega töötades arvutatakse vastavalt mõõtmisandmetele: - keskmine veekulu katse ajal Q = W/T, (2.2)Antakse rõhugraafiku analüüs. Tehakse järeldus kogu-, piesomeetrilise ja kiirusrõhu voolu muutumise olemuse kohta koos asjakohaste selgitustega.
Testi küsimused
1. Mis on Bernoulli võrrandi füüsikaline tähendus?
2. Selgitage geomeetrilise, piesomeetrilise ja kogurõhu mõisteid?
4. Mida näitavad surve- ja piesomeetrilised jooned?
5. Mis määrab muutuse olemuse kogu, piesomeetrilise ja kiirusrõhu voolus?
6. Millise liikuva vedeliku energiaga ületatakse hüdraulilisi takistusi?
Labor nr 3
Vedelike liikumisviiside uurimine
Üldine informatsioon
Kui vedelik liigub torustikus (kanalis), on võimalikud kaks voolurežiimi: laminaarne ja turbulentne.
Laminaarset režiimi iseloomustab kihiline, järjestatud liikumine, mille käigus üksikud vedelikukihid liiguvad üksteise suhtes ilma omavahel segunemata. Laminaarsesse veevoolu sattunud värvijuga ei uhu keskkond minema ja see näeb välja nagu venitatud niit.
Turbulentset režiimi iseloomustab korratu, kaootiline liikumine, kui vedelikuosakesed liiguvad mööda keerulisi, pidevalt muutuvaid trajektoore. Põikkiiruse komponentide esinemine turbulentses voolus põhjustab vedeliku intensiivset segunemist. Sel juhul ei saa värviline vool iseseisvalt eksisteerida ja laguneb keeriste kujul kogu toru ristlõike ulatuses.
Katsetega on kindlaks tehtud, et liikumisviis sõltub keskmisest kiirusest u, toru läbimõõdust d, vedeliku tihedusest r ja selle absoluutsest viskoossusest m. Režiimi iseloomustamiseks on tavaks kasutada nende suuruste komplekti, mis on teatud viisil koostatud mõõtmeteta kompleksiks - Reynoldsi arv
kus n = m/r on kinemaatiline viskoossuse koefitsient.
Laminaarselt turbulentsele voolule üleminekule vastavat Reynoldsi arvu nimetatakse kriitiliseks ja seda tähistatakse Re cr-ga. Tuleb rõhutada, et vedeliku voolu ebastabiilsuse tõttu laminaarse ja turbulentse režiimi piiril ei ole Re cr väärtus rangelt määratletud. Silindriliste torude puhul vee liikumise ajal, võttes arvesse voolu sissevoolu tingimusi, seinte karedust, esialgsete häirete esinemist Re kr = 580-2000. Arvutustes võetakse tavaliselt Re kr »2300.
aadressil Re
Enamikus tehnilistes rakendustes, mis on seotud madala viskoossusega ainete (vesi, õhk, gaas, aur) liikumisega, rakendatakse turbulentset režiimi - veevarustus, ventilatsioon, gaasivarustus, soojusvarustussüsteemid. Laminaarne režiim toimub kilesoojusvahetites (kui kondensaatkile voolab raskusjõu mõjul ära), vee filtreerimisel pinnase poorides, viskoossete vedelike liikumisel torustike kaudu.
Eesmärk
Visuaalsed vaatlused määravad kindlaks vedeliku liikumise olemuse erinevates režiimides; valdama rõhurežiimi arvutamise metoodikat; piloottehase jaoks määrake kriitiline Reynoldsi arv.
Piloottehase kirjeldus
Laboripaigaldis (joonis 3.1) sisaldab survepaaki, torujuhet (läbipaistva sektsiooniga visuaalseks vaatluseks), anumat värvainega, mõõtepaaki.
Värvainega anum kinnitatakse statiivi abil survepaagi seinale ja on varustatud toruga värviga varustamiseks torustikus liikuva veevooluga. Vooluhulga määrab juhtventiil ja see määratakse mõõtepaagi abil.
Töökäsk
a) survepaak on täidetud veega (kuni äravoolutoru tasemeni ja anum on täidetud värvainega); b) torujuhtmes asuva juhtventiili avamisega seadistatakse voolukiirus, väärtusel ... Vedeliku liikumise olemust vaadeldakse, sisestades voolu värvainet.Katseandmete töötlemine
- vee temperatuuri t järgi (°С) määrake viskoossuse kinemaatiline koefitsient ... n = ; (3.2)Tulemuste analüüs. Töö järeldused
Antakse vedeliku liikumise olemuse visuaalsete vaatluste analüüs erinevates režiimides. Märgitakse piloottehase jaoks kriitilise Reynoldsi arvu väärtus ja režiimi arvutatud määramise tulemused.
testi küsimused
1. Milliseid vedeliku voolurežiime teate?
2. Selgitage voolurežiimi katselise määramise meetodit.
3. Mis on põhimõtteline erinevus turbulentsel ja laminaarsel režiimil?
4. Kuidas arvutatakse voolurežiim?
5. Määratlege kriitiline Reynoldsi arv.
6. Too näiteid tehnosüsteemidest (seadmetest), milles: a) laminaarne vool; b) turbulentne režiim.
Labor nr 4
Hüdraulilise koefitsiendi määramine
Hõõrdumine
Üldine informatsioon
Torus (kanalis) ühtlaselt liikuv vedelikuvool kaotab osa oma energiast nii toru pinna hõõrdumise kui ka vedeliku enda sisehõõrdumise tõttu. Neid kadusid nimetatakse peakaoks piki voolu või hõõrdepea kadu.
Kooskõlas Bernoulli võrrandiga peakadu konstantse läbimõõduga horisontaalse toru pikkuses
h dl = , (4.1)
kus on vaadeldavate sektsioonide piezomeetrilised pead.
Katsed näitavad, et rõhukadu piki pikkust on võrdeline mõõtmeteta koefitsiendiga l, sõltub torujuhtme pikkusest l ja läbimõõdust d, keskmisest kiirusest u. See sõltuvus tuvastatakse tuntud Darcy-Weisbachi valemiga
h dl = . (4.2)
Hõõrdetakistust iseloomustav koefitsient l sõltub üldiselt Reynoldsi arvust Re ja toruseinte suhtelisest karedusest D/d (siin D on karedusprojektsioonide absoluutne suurus). Nende suuruste mõju koefitsiendile l laminaarses ja turbulentses režiimis on aga erinev.
Laminaarses režiimis ei mõjuta karedus hõõrdetakistust. Sel juhul l = f(Re) ja arvutamine toimub valemi järgi
l = 64/Re. (4.3)
Turbulentses režiimis määrab Re ja D/d mõju Reynoldsi arvu väärtusega. Suhteliselt väikese Re, nagu ka laminaarse režiimi korral, on koefitsient l ainult Reynoldsi arvu Re (hüdrauliliselt siledate torude piirkond) funktsioon. Siinkohal arvutamiseks kasutatakse Re £ 10 5 jaoks G. Blasiuse valemeid:
l = 0,316 / Re 0,25, (4,4)
ja valem g.K. Konakov at Re £ 3 × 10 6:
Mõõdukate Reynoldsi arvude vahemikus l = f(Re,) ja hea kokkusobivus katsega on antud valemiga A.D. Altshulya:
Piisavalt suurte Re väärtuste (arenenud turbulentne vool) korral on viskoosse hõõrdumise mõju ebaoluline ja koefitsient l = f(D/d) on nn täiesti karedate torude piirkond. Sel juhul saab arvutuse teha vastavalt valemile B.L. Shifrinson:
Ülaltoodud ja teised tuntud empiirilised valemid hüdraulilise hõõrdeteguri määramiseks saadakse katsegraafikute töötlemisel. Võrreldes nende valemite abil l arvutamise tulemusi eksperimentaalsete väärtustega, saab hinnata katsete usaldusväärsust.
Eesmärk
Omandada hüdraulilise hõõrdeteguri eksperimentaalse määramise meetodit; katse tingimuste jaoks tuvastada hüdraulilise hõõrdeteguri sõltuvus vedeliku voolurežiimist ja võrrelda saadud tulemusi arvutustega empiiriliste valemite abil.
Kogemuste metoodika
Hüdraulilise hõõrdetegur määratakse kaudselt Darcy-Weisbachi valemi (4.2) abil. Samas otse kogemuse põhjal leitakse torujuhtme uuritava lõigu alguses ja lõpus olevate piesomeetriliste kõrguste erinevusest rõhukadu h dl ning vedeliku voolukiirusest Q liikumiskiirus u.
Sõltuvus l = f(Re) määratakse erinevate vedeliku liikumisviiside katsete ja sobiva graafiku koostamise teel.
Piloottehase kirjeldus
Labori seadistus (joonis 4.1) sisaldab survepaaki, katsetorustikku ja mõõtepaaki.
Katseline torujuhe - horisontaalne, konstantne läbilõige (l = 1,2 m, d = 25 mm). Rõhukadude määramise sektsioonis on kaks staatilist rõhuniplit, mis ühendatakse kummivoolikute abil piesomeetritega. Mõõteosa taha on paigaldatud ventiil veevoolu reguleerimiseks.
Töö protseduur
a) survepaak on täidetud veega konstantsel tasemel; b) klapi korraks avamisega käivitatakse paigaldus ... c) torustikus seatakse erinevad vedeliku voolukiirused vahemikus minimaalsest maksimaalseni (ainult 5-6 ...Katseandmete töötlemine
4.6.1 Arvutage vastavalt mõõtmisandmetele: - voolukiirus Q, keskmine kiirus u, kinemaatiline viskoossustegur n, Reynoldsi arv Re (vt laboritööd ...Tulemuste analüüs. Järeldus töö kohta
testi küsimusedLabor nr 5
Kohaliku koefitsiendi määramine
vastupanu
Üldine informatsioon
Tõelistes hüdrosüsteemides kaotab liikuv vedelik mehaanilist energiat nii torude sirgete lõikude kui ka liitmike ja liitmike ning muude lokaalsete takistuste korral. Energiakaod lokaalsete takistuste ületamiseks (nn lokaalsed rõhukaod) tulenevad osaliselt hõõrdumisest, suuremal määral aga voolu deformatsioonist, seintest eraldumisest ja intensiivsete keerisvoolude tekkimisest.
Kohalikud rõhukaod määratakse Weisbachi valemi järgi arvutades:
h m = z m (u 2 /2 g), (5,1)
kus z m on kohaliku takistuse koefitsient; näitab, kui suur osa kiirusest kulub takistuse ületamiseks.
Z m väärtus oleneb üldjuhul lokaalse takistuse tüübist ja voolurežiimist. Turbulentse režiimi ruutpiirkonna koefitsiendi eksperimentaalsed väärtused on toodud võrdlustabelites.
Eesmärk
Omandada lokaalse takistuse koefitsiendi eksperimentaalse määramise meetodit; määrata empiiriliselt uuritava lokaalse takistuse koefitsient z m, määrata selle sõltuvus Reynoldsi arvust ja võrrelda saadud andmeid tabelitega.
Kogemuste metoodika
Kohaliku takistuse koefitsient määratakse kaudse meetodiga, kasutades sõltuvust (5.1). Samas leitakse lokaalseid peakadusid hm alates ...Piloottehase kirjeldus
Kohaliku takistuse koefitsiendi katselise määramise paigaldus (joonis 5.1) sisaldab survepaaki, uuritava lokaalse takistusega torustikku ja mõõtepaaki. Torustikele paigaldatakse lokaalse takistuse ette ja taha staatilise surve niplid, mis ühendatakse kummivoolikute abil piesomeetritega. Veevoolu reguleerimiseks on klapp.
Töö protseduur
a) survepaak on täidetud veega konstantsel tasemel; b) kontrollige õhu puudumist piesomeetrites (nende veetase suletud olekus ... c) määrake torujuhtmes erinevad veevoolukiirused vahemikus minimaalsest maksimaalseni (ainult 5-6 ...Katseandmete töötlemine
Mõõtmisandmete järgi arvutatakse: - keskmine vooluhulk Q = W / T katse ajal ja keskmine vooluhulk u = Q / w (kus w on ristlõike pindala ...Tulemuste analüüs
testi küsimusedMida me teeme saadud materjaliga:
Kui see materjal osutus teile kasulikuks, saate selle sotsiaalvõrgustikes oma lehele salvestada:
Töötoas tutvustatakse kuueteistkümne laboritöö kirjeldusi erialal "Hüdraulika", millest igaüks sisaldab lühidalt teooriat, rakendamise juhiseid ja kontrollküsimusi. Teatmematerjal on lisatud lisas. Terminite sõnastik koosneb kasutatud mõistetest ja nende definitsioonidest.
Õpilastele, kes õpivad erialal 19060365 "Transpordi- ja tehnoloogiliste masinate ja seadmete teenindus (Mootortransport)" ja 19050062 "Sõidukite käitamine".
EESSÕNA
Mootoritranspordi erialade üliõpilaste hüdraulikaõpe näeb ette teatud mahus laboritööd. See kogumik sisaldab laboritööde kirjeldusi ja juhiseid nende läbiviimiseks.
Laboratoorse töötoa eesmärk on kinnistada loengukursuse materjali üliõpilaste poolt, arendada iseseisva töö oskusi seadmetega katsete käigus, õpetada liikuva vedeliku parameetrite määramise ja arvutuste tegemise meetodeid, samuti joonistamisoskust. järeldused saadud tulemuste põhjal.
Iga töö tegemiseks on aega 2 tundi. Kuna distsipliini õppimisel anti osa sektsioone üle üliõpilastele iseseisvaks õppimiseks, siis iga töö metoodilistes juhendites on lühidalt välja toodud teoreetiline materjal.
SISSEJUHATUS
Hüdraulika on tehnikateadus, mis uurib vedelike mehaanilisi omadusi, tasakaalu- ja liikumisseadusi. Mõiste "vedelik" hõlmab nii tilku, praktiliselt kokkusurumatuid vedelikke kui ka gaasilist või kokkusurutavat keskkonda.
Teoreetiline käsitlus põhineb Euleri pidevusprintsiibil, mille kohaselt vedelikku ei käsitleta mitte tema diskreetsete aineosakeste kogumina, vaid kontiinumina, s.o. pidev või pidev materiaalne keskkond, mis võimaldab oma osakeste piiramatut jagunemist. Selline vaade aine struktuurile on lubatav, kui ruumalade mõõtmed, milles uuritavat nähtust käsitletakse, on molekulide mõõtmete ja nende keskmise vaba teekonnaga võrreldes piisavalt suured.
Hüdraulikas kasutatakse laialdaselt eksperimentaalseid uurimismeetodeid, mis võimaldavad korrigeerida teoreetilisi järeldusi, mis kalduvad kõrvale tegelikest nähtustest.
Praktilise hüdraulika peamised osad on: vool läbi torude, vedeliku väljavool aukudest ja läbi düüside, voolu vastasmõju takistustega, liikumine poorses keskkonnas (filtreerimine) ja hüdromasinad.
LABORITÖÖD
Teema 1. FÜÜSIKALISTE OMADUSTE UURING
VEDELIKUD
Eesmärk: kapten meetodid vedelike tiheduse, soojuspaisumise, viskoossuse ja pindpinevuse mõõtmiseks.
Üldine informatsioon
Vedelas agregatsiooni olekus (vedelfaas) olevat ainet nimetatakse vedelikuks. Agregatsiooni vedel olek on vahepealne tahke oleku, mida iseloomustab selle mahu säilimine, pinna moodustumine, teatud tõmbetugevuse omamine, ja gaasilise oleku vahel, milles aine omandab oma kuju. anum, kus see on suletud. Samas on vedelikul vaid oma olemuslik omadus – voolavus, s.t. võime plastiliselt või viskoosselt deformeeruda mis tahes (sh meelevaldselt väikeste) pingete mõjul. Vedelikkust iseloomustab väärtus, pöördviskoossus.
Vedeliku peamised omadused on tihedus, kokkusurutavus, soojuspaisumine, viskoossus ja pindpinevus.
Tihedus homogeense aine massisuhteks m vedelikku oma mahuni W:
ρ = m/ W.
Kokkusurutavus- vedeliku omadus vähendada ühtlase rõhu mõjul mahtu. Ta on hinnatud kokkusurutavuse tegur lk, mis näitab vedeliku mahu suhtelist vähenemist Δ W/W suureneva rõhuga Δ ρ ühiku kohta:
βρ = (Δ W/W)/Δ ρ .
soojuspaisumine- vedeliku omadus muuta kuumutamisel mahtu - iseloomustatakse konstantsel rõhul, mahulise soojuspaisumise koefitsient T, mis võrdub suhtelise mahukasvuga Δ W/W temperatuurimuutuse korral Tüks kraad:
β T =(Δ W/W)/Δ T.
Reeglina suureneb kuumutamisel vedeliku maht.
Viskoossus(sisemine hõõrdumine) - vedelate kehade omadus seista vastu ühe oma osa liikumisele teise suhtes. Teda hinnatakse dünaamiline viskoossuse koefitsient , mille mõõde on Pa∙s. See iseloomustab vedeliku (gaasi) vastupidavust selle kihtide nihkumisele.
Lisaks dünaamilisele viskoossusele kasutatakse sageli arvutusi kinemaatiline viskoossuse koefitsientν, mis määratakse valemiga
ν = μ /ρ
ja mõõta m 2 / s või stoke (1 St = 1 cm 2 / s).
Dünaamilise ja kinemaatilise viskoossuse koefitsiendid määratakse vedeliku tüübi järgi, ei sõltu voolukiirusest ja vähenevad oluliselt temperatuuri tõustes.
Pind pinevus- kahe faasi vahelise liidese termodünaamilised omadused, mis on määratud selle pinna ühiku pindala pöörduva isotermilise moodustumise tööga. Vedeliku liidese puhul käsitletakse pindpinevust kui jõudu, mis mõjub pinnakontuuri pikkuseühiku kohta ja kipub pinda kahandama antud faasimahtude korral miinimumini. Iseloomustatud pind pinevus , J / m 2 \u003d N / m. Uue pinna moodustamise töö kulub molekulidevahelise ühtekuuluvuse (ühtekuuluvuse) jõudude ületamiseks ainemolekulide üleminekul keha põhiosast pinnakihti. Molekulidevaheliste jõudude resultant pinnakihis ei ole võrdne nulliga ja on suunatud faasi sisse, kus haardumisjõud on suuremad. Seega on pindpinevus pindmise (liidese) kihi kompenseerimata molekulidevaheliste jõudude mõõt või pinnakihi vaba energia liig võrreldes vaba energiaga faaside ruumalades.
Tiheduse, kokkusurutavuse koefitsientide, mahulise soojuspaisumise, kinemaatilise viskoossuse ja pindpinevuse väärtused temperatuuril 20°C on toodud tabelis. Taotluse p 3.1.
Uuritava seadme kirjeldus
vedeliku füüsikalised omadused
Vedeliku füüsikaliste omaduste uurimise seade sisaldab 5 ühes läbipaistvas korpuses valmistatud seadet (joonis 1), millele on märgitud katseandmete töötlemiseks vajalikud parameetrid. Seadmed 3-5 hakkavad tööle pärast seadme 180 ümber pööramist. Termomeeter 1 näitab ümbritseva õhu temperatuuri ja seega ka vedelike temperatuuri kõigis seadmetes.
Riis. 1. Seadme skeem:
1 - termomeeter; 2 - hüdromeeter; 3 – Stokesi viskosimeeter;
4 – kapillaarviskosimeeter; 5 - stalagmomeeter
1.1. Koefitsiendi määratlus
vedeliku soojuspaisumine
Termomeetril 1 (joonis 1) on klaasanum, mille kapillaar on täidetud termomeetrilise vedelikuga ja skaala. Selle tööpõhimõte põhineb vedelike soojuspaisumisel. Ümbritseva õhu temperatuuri muutus toob kaasa vastava muutuse termomeetrilise vedeliku mahus ja selle tasemes kapillaaris. Tase näitab temperatuuri väärtust skaalal.
Termomeetrilise vedeliku soojuspaisumise koefitsient määratakse mõttekatse põhjal. Eeldatakse, et ümbritseva õhu temperatuur on tõusnud termomeetri alumisest (null) ülemisest piirväärtusest ja vedeliku tase kapillaaris on tõusnud l.
Soojuspaisumisteguri määramiseks on vaja:
2. Arvutage termomeetrilise vedeliku mahu juurdekasv
Δ W = π r 2 l,
kus r on termomeetri kapillaari raadius (näidatud termomeetril).
3. Võttes arvesse termomeetrilise vedeliku esialgset (temperatuuril 0°С) mahtu W(väärtus on toodud termomeetril) leidke soojuspaisumistegur β T = (Δ W/W)/Δ T ja võrrelda seda võrdlusväärtusega β T* (tabel P. 3.1). Sisestage tabelisse kasutatud koguste väärtused. üks.
Tabel 1
|
Vedel tüüp |
r, |
W, |
Δ T, |
l, |
Δ W, |
β
T , |
β
T *
, |
Alkohol |
|
|
|
|
|
|
|
1.2. Vedeliku tiheduse mõõtmine hüdromeetriga
Hüdromeetrit 2 (joonis 1) kasutatakse vedeliku tiheduse määramiseks ujukimeetodil. See on õõnes silinder, mille põhjas on skaala ja raskus. Tänu koormusele hõljub hüdromeeter uuritavas vedelikus vertikaalasendis. Hüdromeetri sukeldumissügavus on vedeliku tiheduse mõõt ja seda loetakse hüdromeetrit ümbritseva vedela meniski ülemist serva piki skaalalt. Tavalistes hüdromeetrites on skaala gradueeritud tiheduse järgi.
Töö käigus tuleb teha järgmised toimingud:
1. Mõõtke keelekümblussügavus h sellel millimeetri skaalal hüdromeeter.
2. Arvutage valemi abil vedeliku tihedus
ρ = 4m/(πd 2 h),
kus m ja d– hüdromeetri mass ja läbimõõt (väärtused on toodud hüdromeetril).
See valem saadakse hüdromeetri gravitatsiooni võrdsustamise teel G = mg ja ujuv (Archimedese) jõud F A = ρ gW, kus hüdromeetri vee all oleva osa maht W = hpd 2 /4.
3. Võrrelge katsetiheduse väärtust võrdlusväärtusega * (tabel P. 3.1). Kasutatud koguste väärtused on kokku võetud tabelis. 2.
tabel 2
Vaatluste ja arvutuste tulemused
|
Kõrgtehnoloogiate tehnika- ja füüsikateaduskond Rakendusuuringute füüsikaliste meetodite osakond M.V. Valdin Juhised hüdraulika laboratoorsesse töökotta Õppevahend Uljanovski UDC 532.5 (075.8) BBq 30.123 i73 Avaldatud Uljanovski Riikliku Ülikooli tehnika- ja kõrgtehnoloogiateaduskonna akadeemilise nõukogu otsusega Arvustajad: Tehnikateaduste doktor, nafta- ja gaasiäri ning teeninduse osakonna professor P.K. Germanovitš Füüsikaliste ja matemaatikateaduste kandidaat, rakendusuuringute füüsikaliste meetodite osakonna dotsent Yu.N. Zubkov Vyaldin M.V. Aastal 99 Hüdraulika laboratoorse töökoja juhised.- Uljanovsk: UlGU, 2014.- 48s. Hüdraulika töötoas on ette nähtud 9 laboratoorse töö teostamine, millest kaks on suunatud kahe laboratooriumi stendi "Hüdrostaatika" ja "Hüdrodünaamika" konstruktsiooni ja tööpõhimõtte uurimisele, ülejäänud käsitlevad hüdrostaatilise rõhu, tiheduse praktilist määramist. tundmatu vedeliku survejõud anuma horisontaal- ja vertikaalseintele, hüdrauliline takistus toru pikkuses ja äkiline paisumine; vedeliku voolu uurimine väljavoolu ajal Venturi torudes ning ühemõõtmelise vedelikuvoolu laminaarse ja turbulentse voolurežiimi visuaalne jälgimine. Käsiraamat on mõeldud kõrgtehnoloogia inseneri- ja füüsikateaduskonna üliõpilastele. Uljanovski Riiklik Ülikool, 2014 Vyaldin M.V., 2014 Sissejuhatus……………………………………………………………………………4 Mõõtmised, mõõtmisvead ja katseandmete esitamine……………………………………………………………………………………….4 Labor nr 1 Laboristendi "HYDROSTATICS GS" õppetöö ……………………8 Labor nr 2 Hüdrostaatilise rõhu määramine ……………………………………..11 Labor nr 3 Tundmatu vedeliku tiheduse määramine ……………………………......14 Labor nr 4 Vedeliku survejõu määramine tasapinnalistele seintele …………………..17 Labor nr 5 Laboristendi "HYDRODYNAMICS GD" õppetöö …………………21 Labor nr 6 Peakao määramine ümartorus ………………………………………28 Labor nr 7 Järsk laienemisest tingitud peakaotuse määramine …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Labor nr 8 Bernoulli diagrammide eksperimentaalne konstrueerimine …………………………..39 Labor nr 9 Voolurežiimide jälgimine ja vooluparameetrite määramine…. …….43 Sissejuhatus Hüdraulika kui teadus on teadmiste praktilise rakendamise seisukohalt nii tootmises kui ka igapäevaelus üks olulisemaid ning kaasaegne insener peab tundma hüdraulikanähtuste uurimise ja torustike seisukorra diagnoosimise meetodeid. Seetõttu peavad õpilased teadma erinevate rõhkude, tiheduse, viskoossuse, vedeliku vooluhulgamõõturite seadet, aga ka nende suuruste mõõtühikuid nii ühikusüsteemides SI ja CGS-is kui ka mittesüsteemsetes mõõtühikutes. Paljude uuritavate suuruste arvutamiseks on oluline osata Interneti-ressursse kasutada vastavate tabeliandmete otsimiseks (näiteks aetakse kinemaatiline viskoossus sageli segi dünaamilise viskoossusega, kuna nad ei tea valemit need suurused ja seetõttu ei pööra tähelepanu tabelites näidatud mõõtühikutele ja eesliidetele). Ka hüdrauliliste instrumentide näitude võtmine tekitab mõningaid raskusi: näiteks rotameetri näidud on antud jaotustena ning nende näitude teisendamiseks SI-süsteemi peab olema võimalik kasutada voolu graafikut (jaotustes) voolust (in) liitrit tunnis). Laboratoorsete tööde tegemisel tuleb meeles pidada, et osa ühendustorusid on Hüdrostaatika stendis avatud ning rõhu muutus (üle- ja vaakumrõhk) peaks toimuma sujuvalt ja vedeliku inertsi arvestades. Mõõtmised, mõõtmisvead ja katseandmete esitamine. Hüdraulika laboris tehakse otseseid ja kaudseid mõõtmisi. Mõõtmise all mõistetakse mõõdetud väärtuse võrdlemist mõne muu väärtusega, mida võetakse mõõtühikuna. Otsesteks mõõtmisteks (näiteks temperatuur, rõhk jne) kasutatakse mõõtevahendeid (termomeeter, manomeeter), mis on kalibreeritud vastavates mõõtühikutes. Kaudsete mõõtmiste korral määratakse soovitud väärtus muude suuruste otsemõõtmiste tulemuste põhjal, mis on mõõdetud väärtusega seotud teatud funktsionaalse sõltuvusega (näiteks P = P 0 +ρgh, ρ = m/V, ρ = P /gh). Mis tahes suuruste mõõtmisel tehakse kolm järjestikust toimingut: seadmete valik, testimine ja paigaldus (meie puhul valmistab stendid tööks ette tehnik-insener); näidikute jälgimine ja nende loendus iga režiimi puhul; mõõtmistulemustest soovitud väärtuse arvutamine ja vea hindamine. Mõõdetud suuruse tegelikku väärtust ei saa absoluutse kindlusega kindlaks teha. Iga mõõtmine annab teatud suuruse X väärtuse mingi veaga ∆X, mida nimetatakse absoluutseks veaks. Mõõtmisvead on: süstemaatilised, juhuslikud ja möödalaskmised. Süstemaatiline viga on selline viga, mis jääb sama väärtusega korduval mõõtmisel konstantseks või muutub regulaarselt. Igas mõõteseadmes on üks või teine süstemaatiline viga, mida ei saa kõrvaldada, kuid millega saab arvestada. Juhuslikud vead on vead, mida ei saa ära hoida. Tavaliselt võetakse neid arvesse mitmel mõõtmisel ja need järgivad statistilisi seadusi. Möödunud ja jämedad vead on liiga suured vead, mis selgelt moonutavad mõõtmistulemust. Laboratoorse mõõtmismeetodiga tehakse mitu suuruse mõõtmist ja arvutatakse saadud väärtuste aritmeetiline keskmine, erinevalt tehnilisest meetodist, mille puhul on lubatud ühekordne uuritava suuruse mõõtmine. Vigade allikad võivad olla: mõõteriistad (instrumentaalviga), vaatleja (lugemisvead), keskkond (keskkonnaviga), mõõtmistehnika ja tulemuste töötlemise tehnika (matemaatiline töötlusviga). Otseste mõõtmiste koguviga ∆X määratakse pärast juhusliku vea leidmist ja süstemaatilise vea hindamist. Lihtsamatel juhtudel määratakse ∆X (absoluutne viga) mõõtevahendite vea järgi. Näiteks manomeetri puhul võetakse absoluutveaks pooleks väikseima jaotuse hinnast. Jaotuse hind määratakse instrumentide skaala lähimate digitaalsete väärtuste ja nendevaheliste jaotuste arvu vahe suhtega. Kaudsete mõõtmiste täpsuse hindamiseks määrake esmalt suhteline viga ε = ∆X/Xav., kus Khsr. - suuruse väärtuste aritmeetiline keskmine, siis mõõtmistulemuste registreerimine toimub järgmiselt: X = Xav. ± ∆Х, ja ∆X määratakse suhtelise vea ε kaudu, mis leitakse diferentseerimisreegliga. Tabelis 1 (vt lisa) on toodud valemid kõige levinumate funktsionaalsete sõltuvuste väärtuste suhtelise vea arvutamiseks. Siin on mõned juhtumid Y kaudsete mõõtmiste suhtelise vea arvutamiseks: Olgu funktsioon antud avaldisega Y = A + B ja absoluutsed mõõtmisvead ∆A, ∆B, siis Y +∆Y = (A ± ∆A) + (B ± ∆B), seega ∆Y = ∆A +∆B, siis määratakse suhteline viga järgmiselt ∆Y/Y = ∆Y/(A+B) = (∆A + ∆B)/(A + B); Kui Y = A * B, siis ∆Y/Y = ∆A/A + ∆B/B või ε Y = ε A + ε B. Kui arvutusvalemid sisaldavad konstante, näiteks arv π \u003d 3, 14 mõned füüsikalised konstandid, näiteks g \u003d 9,83 m / s 2, tabeliandmed, siis võetakse need sellise täpsusega, et oluliste numbrite arv pärast koma oli neid ühe võrra rohkem kui mõõdetud koguste väärtuste tähenduslikke numbreid. Näide absoluutrõhu mõõtmise suhtelise vea arvutamisest. Algvalem: Р = Р 0 + ρgh, seega on funktsionaalne sõltuvus sarnane Y = A + B-ga, st. ∆P/P = (∆P 0 +∆(ρgh))/ (P 0 + ρgh), kus ∆(pgh) arvutatakse teise funktsionaalse sõltuvuse näite järgi ∆(ρgh)/ρgh = ∆p/p + ∆g/g + ∆h/h, kust ∆(ρgh) = (εp + εh)*ρgh. Vigade arvutamise ja katseandmete esitamise reeglid. Kuna määratud füüsikalise suuruse täpsus määratakse mõõtmise, mitte arvutuse teel, ümardatakse mõõtmistulemuse arvväärtus vea väärtusega samas suurusjärgus numbrini. Täisarvude lisanumbrid asendatakse nullidega ja kümnendmurrud jäetakse kõrvale. Näide: (103221 ± 245) Pa - enne ümardamist; (103220 ± 250) Pa - pärast ümardamist vedeliku rõhu arvutamisel. Kui nulliga asendatud või kõrvale jäetud numbrid on väiksemad kui 5, siis ülejäänud numbreid ei muudeta. Ja kui see arv on suurem kui 5. Siis järgnevad ülejäänud numbrid suurenevad ühe võrra. Näide: (846,45 ± 0,13) kg / m 3 - enne ümardamist; (846,5 ± 0,1) kg / m 3 - pärast ümardamist tundmatu vedeliku tiheduse arvutamisel. Kui nulliga asendatav või kõrvale jäetud number on võrdne 5-ga (koos järgnevate nullidega), siis ümardatakse järgmiselt: ümardatud numbri viimane number jääb muutumatuks. Kui see on paaris, ja suureneb ühe võrra, kui see on paaritu. Näide: (184, 256 ± 0,127) H - enne ümardamist; (184,26 ± 0,13)N või (184,3 ± 0,1) - pärast ümardamist vedeliku survejõu arvutamisel tasastel horisontaalsetel ja vertikaalsetel seintel. Mõõtmiste lõpptulemuse esitamisel on mugav kasutada arvväärtuse registreerimist kümnendmurru kujul, mis on korrutatud vajaliku astmega 10. Näiteks atmosfäärirõhu väärtuse registreerimisel: 101 239 Pa \u003d 101,239 * 10 3 Pa \u003d 101,24 kPa. Hüdrauliliste nähtuste eksperimentaalsel uurimisel on enamikul juhtudel soovitav saadud sõltuvused esitada graafiku kujul. Võrreldes teoreetilist kõverat eksperimentaalsega, tehakse kindlaks, kas katse tulemused ühtivad eeldatava väärtusega. Mõnel juhul tehakse ettepanek asetada graafiku eksperimentaalne osa teoreetilisele kõverale. Sel juhul tuleks kõvera lõigu käitumist arvesse võtta täpselt teoreetilisel kõveral kuvatava mõõdetud väärtuse piires. Mugavuse huvides peaks eksperimentaalse sõltuvuse konstrueerimisel valitud skaala ühtima teoreetilise sõltuvuse skaalaga. Näiteks kui asetada Murini graafikule hüdraulilise takistuse sõltuvuse graafik Re arvust, on eksperimentaalne lõik vaid kümnendik teoreetilisest kõverast (ja neid on Murini graafikul palju). Seetõttu võimaldab katselõike õige kokkulangevus ühega neist kõveratest selle kõvera jätkamisel määrata toru sisepinna samaväärse suhtelise kareduse. Katsepunktid millimeetripaberil esitatakse ristidena ja kõver ei joonistata kõigi punktide jaoks, vaid vigade piires, nii et selle kõvera kohal ja all on punktide arv vastavalt nende kogukaugusele katsejoonest. ligikaudu sama. Eksperimentaalkõvera üldvorm peaks olema sarnane teoreetilise sõltuvuse või teoreetilise kõvera vastava osa vormiga. Labor nr 1 LABORATORI STENDI "HÜDROSTATIKA GS" UURING Eesmärk: uurida laboratooriumi „Hüdrostaatika“ seadet ja tööpõhimõtet; kirjutage üles absoluutrõhu määramise valem, kirjutage üles ülerõhu määramise valem piesomeetrite aku abil; teadma vedelike tihedust piesomeetrites; määrata piesomeetrite ja manomeetrite jaotusväärtus; väljendada nende tähendust SI-süsteemis. Lühike teooria. Statiiv koosneb töölauast 1 (joonis 1), sellele kinnitatud paagist 2 ja kilbist 3, millel on P3 aku rõhu ja vaakummõõtur. Laua kõrvale on kinnitatud seinale paigaldatud piesomeetrite kilp 4. Paak on ¾ täidetud töövedelikuga. Laua alumisel riiulil asuva kompressori 5 ja tolmuimeja 6 abil saab paagi kaane alla tekitada üle- või vaakumrõhu. Vajaliku režiimi tagavad juhtplokk 7 ja ventiilid B1 ja B2. Õhurõhku paagis registreerivad mehaanilised seadmed - manomeeter MN1 ja vaakummõõtur VN. Paagi esi- ja külgseintel on äärikud, mille külge on läbi lõõtsa 8 kinnitatud kaks testitud tasast seina 9 - vertikaalne ja horisontaalne. Äärikute külge kinnitatakse skaaladega joonlauad, mille abil saab määrata seinte nihke. P3 aku rõhu ja vaakummõõturi jalad on täidetud vedelikuga (üldjuhul võivad vedelikud olla erinevad). Aku manomeetri vasak ots on täidetud õhuga ja ühendatud paagi ülemise osaga ning parem ots on avatud atmosfääri (joonis 2). Piesomeetrite 4 seinapaneelil on töövedelikuga täidetud paagi osaga ühendatud piesomeeter P1 ning uuritava vedelikuga täidetud teadmata tihedusega U-kujuline rõhu- ja vaakumimõõdik P2. Rõhuvaakummõõturi P2 üks ots on ühendatud paagi ülemise (õhu) osaga ja teine ots on ühendatud mehaanilise seadmega - manomeetriga MN2. Klappe V5 ja V3 kasutatakse P2 rõhu- ja vaakumimõõdiku blokeerimiseks selle vedeliku seadme mõõtmispiire ületava rõhu või vaakumi katsete ajal. Paagi täitmiseks töövedelikuga ja tühjendamiseks kasutatakse kraanasid B8 ja liitmikku 10. Riis. 1. Laboratooriumi stend "Hydrostatics GS". Laboripink "GS" on ette nähtud laboritöö nr 2.3.4 teostamiseks hüdrostaatilise rõhu, tundmatu vedeliku tiheduse ja vedeliku survejõu määramiseks tasastel vertikaal- ja horisontaalseintel. Testi küsimused. Milleks on mõeldud laboratooriumi stend "Hydrostatics GS"? Millest lähtub stendi tööpõhimõte? Loetlege laboratooriumi põhielemendid. Milliseid rõhumõõtjaid stendis kasutatakse? Mis on piezomeetri aku skaala jaotuse väärtus? Mis on seinapiezomeetrite skaala jaotuse väärtus?
Riis. 2. Stendi "Hydrostatics GS" hüdrauliline skeem. Mis on mehaaniliste manomeetrite jaotusväärtus? Väljendage seda väärtust SI-süsteemis. Millist vedelikku valatakse piesomeetri akusse? Määrake selle tihedus. Milliseid vedelikke valatakse seinapiezomeetritesse? Märkige, milline on vedeliku tihedus P1 piesomeetril. Mis vedelikku ja millise tasemeni on paak täidetud? Miks? Kuidas määratakse üle- ja kombineeritud rõhk ning vaakumrõhk paagis lauaarvuti piesomeetrite aku abil? Kirjutage valem. Määrake aluse kaks peamist töörežiimi. Milliseid seadmeid nende režiimide loomiseks kasutatakse ja kus need asuvad? Millised hüdrostaatilise rõhu määramise meetodid on kõige täpsemad. Labor nr 2 HÜDROSTAATILISE RÕHU MÄÄRAMINE. Eesmärk - õpilased, kes valdavad kahes režiimis hüdrostaatilise, manomeetrilise ja vaakumrõhu mõõtmise meetodeid. Tööks valmistumisel, töö tegemisel ja katsetulemuste töötlemisel peab õpilane: Tutvuda erinevate rõhumõõteseadmetega; Määrake hüdrostaatiline rõhk kolmel viisil kahes režiimis; Määrata paagi kaane alune rõhk piezomeetri ning aku rõhu ja vaakummõõturi näitude järgi ning võrrelda neid mehaanilise seadme näitudega kahes režiimis; Määrake hüdrostaatilise rõhu mõõtmise absoluutne viga kõigi kolme meetodi abil kõigi režiimide jaoks. n1.docFöderaalne haridusagentuur Biyski Tehnoloogiainstituut (filiaal) riiklik õppeasutus erialane kõrgharidus "Altai Riiklik Tehnikaülikool neid. I.I. Polzunov" A.I. Rosljakov, L.V. Lomonossov LABORI TÖÖTUBA hüdraulika, hüdrauliliste masinate ja hüdroajamite jaoks kursused "Hüdraulika", "Hüdraulika ja hüdraulikamasinad", "Hüdraulika ja hüdroajami alused" erialade üliõpilastele: TM-151001, VUAS - 170104, AT - 190603, APCP - 240706, MAPP-260601, TGV - 270109 Altai Riikliku Tehnikaülikooli kirjastusneid. I.I. Polzunova Retsensent: MAHIPP BTI AltSTU osakonna juhataja Professor Kunichan V.A. Töö koostati osakonnas "Soojus- ja gaasivarustus ning ventilatsioon, keemiatehnoloogia protsessid ja aparaadid" Rosljakov, A.I. Hüdraulika, hüdrauliliste masinate ja hüdraulika laboritöökoda roprivodam: laboritööde juhend kursustel "Hüdraulika", "Hüdraulika ja hüdromasinad", "Hüdraulika ja hüdroajami alused" erialade üliõpilastele: TM -151001, VUAS - 170104, AT - 190603, APCP - 240706 -260601, TGV - 270109 / A.I. Rosljakov, L.V. Lomonossov. – Alt. olek tehnika. un-t, STI. - Biysk: Alt. olek tehnika. un-ta, 2009. - 137 lk. © A.I. Rosljakov, L.V. Lomonosov, 2009 © BTI AltSTU, 2009 HÜDROSTAATILISE RÕHU JÕU MÄÄRAMINE 6 1.1 Töö eesmärk: 6 1.3 Taust 6 1.5 Paigaldamise kirjeldus 9 1.7 Katseandmete töötlemine 12 1.8 Turvaküsimused 12 2.1 Töö eesmärk: 15 2.3 Taust 15 2.3.1 Tõelise vedeliku liikumisviisid 15 2.7 Katseandmete töötlemine 21 6.2 Labori ettevalmistamine: 56 SISSEJUHATUS Töötoa eesmärk on hüdraulika käigus teoreetilist materjali kinnistada, omandada oskused töötamiseks instrumentaariumi ja muude uurimisseadmetega. LABORITÖÖ nr 1. HÜDROSTAATILISE RÕHU JÕU MÄÄRAMINE(4 TUNDI)1.1 Töö eesmärk:- määrata empiiriliselt hüdrostaatilise rõhu jõud ja selle rõhukese; – koostada hüdrostaatilise rõhu diagramm. - õppida selgeks teema põhimõistete ja terminite definitsioonid Põhimõisted ja mõisted: - absoluutne rahu; - vaakum; – hüdrostaatika; - surve; on ideaalne vedelik; - ülerõhk; - massijõud; - tihedus; on pinnajõud; – tasane pind; - tasakaal; – vaba pind; - rõhukeskus. 1.3 Teoreetiline teaveKõik vedelikule mõjuvad välis- ja sisejõud jaotuvad pidevalt kas selle ruumalale (massijõud) või pinnal ( pinnapealne). Välisjõudude toimel tekib puhkeolekus vedeliku sees normaalne pinge, mis on võrdne piiriga, milleni kaldub jõu ja selle mõjuala (joonis 1.1) suhe, kui ala suurus. kipub nulli, st. saidi lepingu sõlmimisel punktini hüdrostaatiline rõhk nimetatakse normaalseteks pingeteks, mis tekivad vedelikus välisjõudude toimel . Seda iseloomustavad kaks omadust: – - rõhu väärtus antud punktis on kõigis suundades sama, see tähendab, et see ei sõltu selle platvormi kaldenurgast, millel see toimib. Hüdrostaatilise rõhu väärtus (vt joonis 1.1) sõltub sukeldumissügavusest ( h) vaadeldavast punktist vedeliku mahus, vedeliku erikaal ja rõhk vaba pinna kohal olevas ruumalas ning arvutatakse hüdrostaatika põhivõrrandi järgi:
kus - vedeliku erikaal, mis võrdub tiheduse ja vaba langemise kiirenduse korrutisega, N/m 3 . G Joonis 1.2 – diagramm hüdrostaatiline rõhk Saadud punktid on ühendatud sirgjoonega. Selle tulemusena saadakse tasasele vertikaalsele seinale liigse hüdrostaatilise rõhu diagramm kolmnurga kujul. Absoluutrõhu graafik on konstrueeritud sarnaselt. Praktikas on aga olulisemad jõud, mis tekivad vedeliku toimel erinevatele seintele. Näiteks hüdrostaatilise rõhu jõud ( F) vedelikku vedelikku sukeldatud tasasel seinal (vt joonis 1.1) on võrdne pinna korrutisega S hüdrostaatilise rõhu väärtuse kohta R koos sügavusel h c vaadeldava pinna raskuskeskme sukeldamine: Seega koosneb saadud jõud kahest komponendist: - tugevus
- tugevus F c kaalurõhk raskuskeskme sukeldumissügavusel
SurveR 0 , kantakse vabale pinnale, kandub vedeliku kõikidesse punktidesse kogu mahu ulatuses kõikides suundades väärtust muutmata(Pascali seadus), st sama mis tahes punktis vaadeldavas vedeliku mahus. Seetõttu komponent
kus ma koos- koha S inertsimoment selle raskuskeset läbiva telje suhtes, m 4; h koos on koha raskuskeskme sukeldumissügavus, m; S on vaatlusaluse objekti pindala, m2. Tulemusjõu rakenduspunkt F hüdrostaatiline rõhk on punktide vahel D ja C. - paigaldus katse jaoks; Kas te ei leidnud oma küsimusele vastust? Vaata siit
|
, (1.1)
=
lk a. Teine punkt on põhjas, kus rõhk 
rõhk ruumalas vaba pinna kohal:
;
.
rakendatakse raskuskeskmesse (punkt Koos) vaadeldavast saidist. Vastupidi, kaalu rõhk (vt valem (1.1) ja joonis 1.1) on otseselt võrdeline sukeldumissügavusega. Seetõttu komponendi rakenduspunkt F c(punkt D) asub ülerõhudiagrammi (kolmnurga) keskel, mis asub ala raskuskeskmest allpool. Punktinihke summa D raskuskeskme suhtes määratakse valemiga
, (1.3)
Kaks pead ja kuus jalga; neli kõnnivad ja kaks lebavad paigal
Enesehinnang - mis see on: mõiste, struktuur, tüübid ja tasemed
Cassandra tee ehk Pasta Adventures War on Earth and Underground