ห้องปฏิบัติการฝึกปฏิบัติแบบฝึกหัดไดรฟ์ไฮดรอลิค งานห้องปฏิบัติการทางชลศาสตร์

ห้องปฏิบัติการด้านชลศาสตร์ - ส่วนการศึกษา กระทรวงเกษตรแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย...

ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

การก่อสร้างและไฮดรอลิกส์

GPD.F.03 ชลศาสตร์

Opd.f.02.05 ไฮดรอลิกส์

GPD.F.07.01 ชลศาสตร์

GPD.F.08.03 ไฮดรอลิกส์

GPD.F.07 ไฮดรอลิกส์และเครื่องจักรไฮดรอลิค

GPD.R.03 ระบบเครื่องกลอุทกศาสตร์ประยุกต์

GPD.F.08 ไฮโดรแก๊สไดนามิกส์

งานห้องปฏิบัติการทางชลศาสตร์

หลักเกณฑ์

อูฟา 2010

แล็บ #1

การวัดของไฮดรอลิกหลัก

ลักษณะเฉพาะของของเหลว

ข้อมูลทั่วไป

ในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการและสภาวะการผลิต พารามิเตอร์ต่อไปนี้จะถูกวัด: ระดับ ความดัน และการไหลของของไหล

การวัดระดับเครื่องมือที่ง่ายที่สุดคือหลอดแก้วที่เชื่อมต่อที่ปลายด้านล่างกับอ่างเก็บน้ำที่เปิดอยู่ซึ่งกำหนดระดับ ในท่อและถังเช่นเดียวกับในภาชนะสื่อสาร ตำแหน่งของระดับของเหลวจะเหมือนกัน

มาตรวัดระดับลอยใช้กันอย่างแพร่หลาย (ในถังน้ำมัน, กลุ่มชามดื่มอัตโนมัติ, ถังเทคโนโลยีต่างๆ) ส่วนการทำงานของอุปกรณ์ - ลูกลอย - เป็นไปตามการวัดระดับของเหลว และค่าที่อ่านได้บนสเกลจะเปลี่ยนตามไปด้วย การเคลื่อนที่เชิงกลของลูกลอย (เซ็นเซอร์หลัก) ขึ้นและลงสามารถแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยใช้รีโอสแตตหรือตัวเหนี่ยวนำและบันทึกโดยอุปกรณ์รอง ในกรณีนี้ สามารถส่งค่าการอ่านระยะไกลได้

ในบรรดาเครื่องมือที่ใช้วิธีทางอ้อมในการกำหนดค่าที่ต้องการ มาตรวัดระดับความจุเป็นสิ่งที่น่าสนใจที่สุด ใช้อิเล็กโทรดโลหะเป็นเซ็นเซอร์ หุ้มด้วยฉนวนพลาสติกบางๆ ระบบอิเล็กโทรด - ของเหลว - อ่างเก็บน้ำเมื่อเชื่อมต่อกระแสจะสร้างตัวเก็บประจุซึ่งความจุขึ้นอยู่กับระดับของของเหลว ข้อเสียของเซ็นเซอร์ capacitive รวมถึงการพึ่งพาการอ่านสถานะของฉนวนอิเล็กโทรดอย่างมีนัยสำคัญ

การวัดความดัน . ตามวัตถุประสงค์ อุปกรณ์สำหรับวัดความดันบรรยากาศ (บารอมิเตอร์) ความดันส่วนเกิน (มาตรวัดความดัน - ที่ p ex > 0 และมาตรวัดสุญญากาศ - ที่ p ex<0), разности давлений в двух точках (дифференциальные манометры).

ตามหลักการทำงานอุปกรณ์ของเหลวและสปริงนั้นแตกต่างกัน

ในอุปกรณ์ที่เป็นของเหลวความดันที่วัดได้จะสมดุลกับคอลัมน์ของของเหลว ซึ่งความสูงของของเหลวจะทำหน้าที่วัดความดัน พีโซมิเตอร์โดดเด่นด้วยการออกแบบที่เรียบง่าย ซึ่งเป็นท่อแก้วแนวตั้งที่เชื่อมต่อด้วยปลายด้านล่างกับที่หนึ่ง

การวัดความดัน (รูปที่ 1.1a)

รูปที่ 1.1 ตราสารของเหลว:

ก) พายโซมิเตอร์

b) ท่อรูปตัวยู

ค่าความดันที่จุดเชื่อมต่อถูกกำหนดโดยความสูง h ของการเพิ่มขึ้นของของเหลวในเครื่องวัดพายโซมิเตอร์: р=rgh โดยที่ r คือความหนาแน่นของของเหลว

Piezometers สะดวกสำหรับการวัดแรงดันเกินเล็กน้อย - ประมาณ 0.1-0.2 ที่ ตามหน้าที่แล้ว ความเป็นไปได้นั้นกว้างขึ้นสำหรับอุปกรณ์รูปตัวยูสองท่อ (รูปที่ 1.1b) ซึ่งใช้เป็นเกจวัดแรงดัน เกจสุญญากาศ และเกจวัดแรงดันต่างกัน หลอดแก้วของเครื่องมือสามารถเติมของเหลวที่หนักกว่าได้ (เช่น ปรอท) เครื่องมือวัดที่เป็นของเหลวมีความแม่นยำสูง ใช้สำหรับการวัดทางเทคนิค ตลอดจนการสอบเทียบและการตรวจสอบความถูกต้องของเครื่องมือประเภทอื่นๆ

ในอุปกรณ์สปริงความดันที่วัดได้นั้นรับรู้โดยองค์ประกอบที่ยืดหยุ่น (สปริงท่อ, เมมเบรน, ที่สูบลม) ซึ่งการเสียรูปนั้นทำหน้าที่เป็นตัววัดความดัน อุปกรณ์แพร่หลายด้วยสปริงท่อ ในอุปกรณ์ดังกล่าวปลายเปิดด้านล่างของท่อวงรี (รูปที่ 1.2a) ได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนาในตัวเรือนและปลายด้านบน (ปิด) นั้นว่างในที่ว่าง

ภายใต้การกระทำของแรงดันของตัวกลาง ท่อมีแนวโน้มที่จะไม่งอ (ถ้า p > p ที่) หรือในทางกลับกัน งอมากขึ้น (ถ้า 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.

รูปที่ 1.2 อุปกรณ์สปริง:

ก) ด้วยสปริงท่อ

b) เครื่องสูบลม; ค) เมมเบรน

ตามระดับความแม่นยำ อุปกรณ์ที่มีสปริงขดเดี่ยวแบบท่อแบ่งออกเป็น:

ทางเทคนิค (สำหรับการวัดทั่วไป - ระดับความแม่นยำ 1.5; 2.5; 4.0);

ที่เป็นแบบอย่าง (สำหรับการวัดที่แม่นยำ - ระดับความแม่นยำ 0.16; 0.25; 0.4; 0.6; 1.0);

การควบคุม (สำหรับการตรวจสอบข้อมูลเบื้องต้นทางเทคนิค - ระดับความแม่นยำ 0.5 และ 1.0)

ระดับความแม่นยำจะแสดงบนหน้าปัดอุปกรณ์ โดยระบุลักษณะข้อผิดพลาดเล็กน้อยของอุปกรณ์เป็น % ของค่าสูงสุดของมาตราส่วนภายใต้สภาวะปกติ (t=20°C, p=760 mm Hg)

การวัดการไหลวิธีการที่ง่ายและแม่นยำที่สุดในการวัดการไหลของของไหลคือการวัดปริมาตรโดยใช้ภาชนะวัด การวัดจะลดลงเป็นการลงทะเบียนเวลา T ของการเติมภาชนะด้วยปริมาตรที่ทราบ W จากนั้นอัตราการไหลคือ Q=W/T ในสภาวะการผลิต เครื่องวัดปริมาตรและความเร็วสูงต่างๆ (ใบพัดและกังหัน) ใช้เป็นมาตรวัดปริมาณของเหลว W วิธีนี้ช่วยให้สามารถกำหนดค่าเวลาเฉลี่ยของ Q

ก) ข) ใน)

รูปที่ 2.5 เครื่องวัดของเหลว:

ก− ปริมาตรพร้อมเฟืองรูปวงรี ข- แบบหมุน;

ใน- ความเร็วสูงพร้อมจานหมุนแบบมีปีก

ในการวัดอัตราการไหลทันทีในท่อแรงดัน จะใช้เครื่องวัดการไหลประเภทต่างๆ (รูปที่ 1.4) สะดวกสำหรับ

เครื่องวัดอัตราการไหลด้วยอุปกรณ์แคบ หลักการทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการสร้างการไหลด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ตีบ (เช่น ไดอะแฟรม) ของความแตกต่างของความดันคงที่และการวัดด้วยมาตรวัดความดันแตกต่าง (รูปที่ 1.4b) อัตราการไหลของของเหลวถูกกำหนดโดยเส้นโค้งการสอบเทียบ Q = f(h) หรือโดยสูตร:

Q = mАÖ2gh, (2.2)

โดยที่ m คือค่าสัมประสิทธิ์การไหลของอุปกรณ์ตีบ

h คือการอ่านมาตรวัดความดันแตกต่าง

A คือค่าคงที่ของเครื่องวัดการไหล

โดยที่ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ

d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของการเปิดอุปกรณ์ตีบ

รูปที่ 1.4 เครื่องวัดของเหลว:

ก) ความดันแตกต่างคงที่ (rotameter);

b) แรงดันตกที่แปรผัน

(พร้อมอุปกรณ์ลดขนาด - ไดอะแฟรม);

ค) การเหนี่ยวนำ

วัตถุประสงค์

ทำความคุ้นเคยกับอุปกรณ์ หลักการทำงาน และการทำงานของอุปกรณ์สำหรับวัดระดับ ความดัน และการไหลของของเหลว เรียนรู้วิธีการสอบเทียบโฟลว์มิเตอร์

สั่งงาน

1.3.1 ใช้เอกสารประกอบการศึกษา แนวทาง โปสเตอร์ และตัวอย่างเครื่องมือขนาดเต็ม ทำความคุ้นเคยกับวิธีการวัดระดับ ความดัน และ ... น้ำโดยใช้ถังตวง เปลี่ยนการควบคุมเวลา...

แล็บ #2

การศึกษาเชิงทดลองของสมการ

แบร์นูลลี

ข้อมูลทั่วไป

สมการเบอร์นูลลีมีรูปแบบดังนี้:

z 1 + , (2.1)

โดยที่ z 1 , z 2 คือความสูงของตำแหน่งของจุดศูนย์ถ่วงของส่วนที่ 1 และ 2

р 1 , р 2 - ความดันในส่วน;

คุณ 1 , คุณ 2 - อัตราการไหลเฉลี่ยในส่วน;

1 ,a 2 - ค่าสัมประสิทธิ์ของพลังงานจลน์

จากมุมมองที่มีพลัง:

z คือพลังงานศักย์เฉพาะของตำแหน่ง (หัวเรขาคณิต);

พลังงานศักย์เฉพาะของความดัน (หัว piezometric);

พลังงานจลน์จำเพาะ (หัวความเร็ว)

ผลรวม z ++ = H แสดงพลังงานเฉพาะทั้งหมดของของไหล (หัวทั้งหมด)

จากสมการ (2.1) เป็นไปตามที่ว่าเมื่อของไหลจริงเคลื่อนที่ ส่วนหัวทั้งหมดจะลดลงตามกระแสน้ำ (H 2<Н 1). Величина h 1-2 = Н 1 - Н 2 характеризует потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений.

การลดลงของหัวรวมด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจะสะท้อนให้เห็นในส่วนประกอบของมันด้วย เช่น ความดันเพียโซเมตริกและความเร็ว ธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงความดันในระบบไฮดรอลิกเฉพาะนั้นเป็นสิ่งที่น่าสนใจและสามารถศึกษาเชิงประจักษ์ได้

วัตถุประสงค์

ทดลองยืนยันความถูกต้องของสมการ

Bernoulli: เพื่อสร้างธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงของความดันรวม ความดันเพียโซเมตริก และความเร็วระหว่างการเคลื่อนที่ของของไหลในท่อภายใต้การศึกษา

วิธีการจัดประสบการณ์

งานในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้บนการติดตั้งแบบพิเศษและขาตั้งอเนกประสงค์

ในกรณีแรก การวัดเพียโซเมตริกและหัวรวมจะถูกวัดในส่วนควบคุมของส่วนทดลองที่มีการไหลของของไหลสม่ำเสมอ ในกรณีที่สอง จะวัดเฉพาะพีโซเมตริกเท่านั้น โดยจะมีการคำนวณหัวรวมตามมาในภายหลัง

จากข้อมูลการทดลอง กราฟหัวจะถูกสร้างขึ้นและทำการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงตามการไหลของส่วนประกอบของสมการแบร์นูลลี

คำอธิบายของโรงงานนำร่อง

แผนผังของการติดตั้งเฉพาะสำหรับการศึกษาสมการเบอร์นูลลีแสดงในรูปที่ 2.1 ประกอบด้วยถังแรงดัน ... ถังวัด ส่วนทดลองเป็นแบบตัดขวาง (เรียบ ... ขาตั้งอเนกประสงค์ (รูปที่ 2.2) มีรูปแบบการออกแบบเดียวกัน ลักษณะเด่นคือเอียง ...

ขั้นตอนการทำงาน

ก) ถังแรงดันเติมน้ำให้อยู่ในระดับคงที่ b) โดยการเปิดวาล์วสั้น ๆ ของท่อทดลองของการติดตั้ง ... c) อัตราการไหลของของเหลวถูกกำหนดไว้ในท่อเพื่อให้แน่ใจว่ามองเห็นการสังเกตและสำหรับโหมดที่กำหนด ...

การประมวลผลข้อมูลการทดลอง

เมื่อทำงานในการติดตั้งเฉพาะ ตามข้อมูลการวัด คำนวณสิ่งต่อไปนี้: - ปริมาณการใช้น้ำเฉลี่ยระหว่างการทดลอง Q = W/T, (2.2)

มีการวิเคราะห์กราฟความดัน ข้อสรุปจะได้รับเกี่ยวกับธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงตามการไหลของความดันรวม พายโซเมตริก และความเร็วพร้อมคำอธิบายที่เหมาะสม

คำถามทดสอบ

1. ความหมายทางกายภาพของสมการเบอร์นูลลีคืออะไร?

2. อธิบายแนวคิดของเรขาคณิต พายโซเมตริก และความดันรวม ?

4. ความดันและเส้น piezometric แสดงอะไร?

5. อะไรเป็นตัวกำหนดลักษณะของการเปลี่ยนแปลงตามการไหลของแรงดันรวม พายโซเมตริก และความเร็ว

6. เนื่องจากพลังงานใดของของไหลที่กำลังเคลื่อนที่จึงเอาชนะแรงต้านของไฮดรอลิกได้

แล็บ #3

ศึกษารูปแบบการเคลื่อนที่ของของเหลว

ข้อมูลทั่วไป

เมื่อของไหลเคลื่อนที่ในท่อ (ช่องทาง) ระบบการไหลจะเป็นไปได้สองแบบ: แบบราบเรียบและแบบปั่นป่วน

ระบอบการปกครองแบบราบเรียบนั้นมีลักษณะเฉพาะคือการเคลื่อนไหวตามลำดับชั้น ซึ่งชั้นของไหลแต่ละชั้นเคลื่อนที่สัมพันธ์กันโดยไม่ผสมกัน ละอองสีที่ถูกฉีดเข้าไปในกระแสน้ำที่ไหลเป็นระนาบจะไม่ถูกชะล้างออกไปโดยสิ่งแวดล้อมและดูเหมือนด้ายที่ยืดออก

ระบอบการปกครองแบบปั่นป่วนนั้นมีลักษณะเฉพาะคือการเคลื่อนไหวที่ไม่เป็นระเบียบและวุ่นวาย เมื่ออนุภาคของของไหลเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางการเคลื่อนที่ที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา การมีส่วนประกอบของความเร็วตามขวางในการไหลแบบปั่นป่วนทำให้เกิดการผสมกันอย่างรุนแรงของของเหลว ในกรณีนี้ กระแสสีไม่สามารถดำรงอยู่อย่างอิสระและสลายตัวในรูปของกระแสน้ำเหนือส่วนตัดขวางทั้งหมดของท่อ

การทดลองพบว่ารูปแบบการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับความเร็วเฉลี่ย u เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ d ความหนาแน่นของของไหล r และความหนืดสัมบูรณ์ m ในการระบุลักษณะของระบอบการปกครองนั้นเป็นเรื่องปกติที่จะใช้ชุดของปริมาณเหล่านี้ซึ่งรวบรวมด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งให้เป็นคอมเพล็กซ์ไร้มิติ - หมายเลขเรย์โนลด์

โดยที่ n = m/r คือค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์

หมายเลขเรย์โนลด์สที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนจากลามินาร์เป็นการไหลแบบปั่นป่วนเรียกว่าวิกฤตและแสดงโดย Re cr ควรเน้นว่า เนื่องจากความไม่แน่นอนของการไหลของของเหลวที่ขอบเขตของ laminar และระบอบการปกครองแบบปั่นป่วน ค่าของ Re cr จึงไม่ได้กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด สำหรับท่อทรงกระบอกระหว่างการเคลื่อนที่ของน้ำโดยคำนึงถึงเงื่อนไขของทางเข้าการไหล, ความขรุขระของผนัง, การมีอยู่ของการก่อกวนเริ่มต้น Re kr = 580-2000 ในการคำนวณมักจะใช้ Re kr » 2300

ที่เร Re kr - ป่วน.

ในการใช้งานทางเทคนิคส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของตัวกลางที่มีความหนืดต่ำ (น้ำ อากาศ ก๊าซ ไอน้ำ) จะมีการใช้ระบบปั่นป่วน - การจ่ายน้ำ การระบายอากาศ การจ่ายก๊าซ ระบบจ่ายความร้อน ระบอบการปกครองแบบราบเรียบเกิดขึ้นในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฟิล์ม (เมื่อฟิล์มคอนเดนเสทระบายออกภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง) เมื่อน้ำถูกกรองในรูขุมขนของดินเมื่อของเหลวหนืดเคลื่อนผ่านท่อ

วัตถุประสงค์

การสังเกตด้วยสายตาสร้างธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของของไหลในโหมดต่างๆ เพื่อฝึกฝนวิธีการคำนวณระบอบความดัน สำหรับโรงงานนำร่อง กำหนดหมายเลขวิกฤตของ Reynolds

คำอธิบายของโรงงานนำร่อง

การติดตั้งในห้องปฏิบัติการ (รูปที่ 3.1) ประกอบด้วยถังแรงดัน ท่อส่ง (มีส่วนโปร่งใสสำหรับการสังเกตด้วยสายตา) ถังสีย้อม ถังตวง

ถังที่มีสีย้อมติดอยู่โดยใช้ขาตั้งบนผนังของถังความดันและติดตั้งท่อสำหรับจ่ายสีย้อมไปยังการไหลของน้ำที่เคลื่อนที่ในท่อ อัตราการไหลกำหนดโดยวาล์วควบคุมและกำหนดโดยใช้ถังวัด

สั่งงาน

ก) ถังความดันเต็มไปด้วยน้ำ (จนถึงระดับท่อระบายน้ำและภาชนะบรรจุด้วยสีย้อม) b) โดยการเปิดวาล์วควบคุมในท่อ อัตราการไหลถูกกำหนดโดย ... การสังเกตธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของของเหลวนั้นดำเนินการโดยการนำสีย้อมเข้าสู่การไหล

การประมวลผลข้อมูลการทดลอง

- ตามอุณหภูมิของน้ำ t (เป็น°С) กำหนดค่าสัมประสิทธิ์จลนศาสตร์ของความหนืด ... n = ; (3.2)

การวิเคราะห์ผลลัพธ์ บทสรุปการทำงาน

มีการวิเคราะห์การสังเกตด้วยสายตาเกี่ยวกับธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของของไหลในโหมดต่างๆ ค่าของหมายเลข Reynolds วิกฤตสำหรับโรงงานนำร่องและผลลัพธ์ของการกำหนดที่คำนวณได้ของระบบการปกครองจะถูกบันทึกไว้

คำถามทดสอบ

1. คุณรู้กฎการไหลของของไหลแบบใด

2. อธิบายวิธีการกำหนดการทดลองของระบอบการไหล

3. อะไรคือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างระบอบการปกครองที่ปั่นป่วนและระบอบการปกครองแบบราบเรียบ?

4. ระบอบการไหลถูกกำหนดโดยการคำนวณอย่างไร?

5. กำหนดหมายเลข Reynolds ที่สำคัญ

6. ยกตัวอย่างระบบทางเทคนิค (อุปกรณ์) ซึ่ง: ก) การไหลแบบราบเรียบ; b) ระบอบการปกครองที่ปั่นป่วน

แล็บ #4

การกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ของไฮดรอลิก

แรงเสียดทาน

ข้อมูลทั่วไป

การไหลของของไหลที่เคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในท่อ (ช่อง) จะสูญเสียพลังงานส่วนหนึ่งเนื่องจากแรงเสียดทานที่ผิวท่อ เช่นเดียวกับแรงเสียดทานภายในในตัวของไหลเอง การสูญเสียเหล่านี้เรียกว่าการสูญเสียส่วนหัวตามความยาวของการไหลหรือการสูญเสียส่วนหัวของแรงเสียดทาน

ตามสมการเบอร์นูลลี การสูญเสียส่วนหัวตามความยาวของท่อแนวนอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่

ชั่วโมง dl = , (4.1)

หัว piezometric อยู่ที่ไหนในส่วนที่กำลังพิจารณา

การทดลองแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียแรงดันตามความยาวเป็นสัดส่วนกับสัมประสิทธิ์ไร้มิติ l ขึ้นอยู่กับความยาว l และเส้นผ่านศูนย์กลาง d ของท่อส่ง, ความเร็วเฉลี่ย u การพึ่งพาอาศัยกันนี้กำหนดขึ้นโดยสูตรของดาร์ซี-ไวส์บาคที่เป็นที่รู้จักกันดี

h ดล = . (4.2)

ค่าสัมประสิทธิ์ l ที่แสดงลักษณะความต้านทานแรงเสียดทานโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับหมายเลข Reynolds Re และความหยาบสัมพัทธ์ของผนังท่อ D/d (ในที่นี้ D คือขนาดสัมบูรณ์ของการคาดคะเนความหยาบ) อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของปริมาณเหล่านี้ต่อค่าสัมประสิทธิ์ l ในโหมดราบเรียบและโหมดปั่นป่วนนั้นแตกต่างกัน

ในโหมดลามิเนต ความหยาบไม่ส่งผลต่อการต้านทานแรงเสียดทาน ในกรณีนี้ l = f(Re) และการคำนวณจะดำเนินการตามสูตร

l = 64/เรื่อง (4.3)

ในระบอบการปกครองที่ปั่นป่วน อิทธิพลของ Re และ D/d ถูกกำหนดโดยค่าของหมายเลขเรย์โนลด์ สำหรับ Re ที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก เช่นเดียวกับโหมดราบเรียบ ค่าสัมประสิทธิ์ l เป็นฟังก์ชันของจำนวน Reynolds Re เท่านั้น (ขอบเขตของท่อเรียบแบบไฮดรอลิก) สำหรับการคำนวณที่นี่ สูตรของ G. Blasius ใช้ได้กับ Re £ 10 5:

ล. = 0.316/ใหม่ 0.25 , (4.4)

และสูตร g.K. Konakov ที่ Re £ 3 × 10 6:

ในช่วงของตัวเลขเรย์โนลด์ปานกลาง l = f(Re,) และข้อตกลงที่ดีกับการทดลองกำหนดโดยสูตรของ ค.ศ. อัลท์ชูลยา:

สำหรับค่า Re ที่มากเพียงพอ (การไหลแบบปั่นป่วนที่พัฒนาแล้ว) ผลกระทบของแรงเสียดทานหนืดนั้นไม่มีนัยสำคัญและค่าสัมประสิทธิ์ l = f(D/d) เป็นพื้นที่ที่เรียกว่าท่อขรุขระทั้งหมด ในกรณีนี้สามารถคำนวณได้ตามสูตรของ B.L. ชิฟรินสัน:

สูตรเชิงประจักษ์ข้างต้นและสูตรเชิงประจักษ์อื่น ๆ ที่เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานไฮดรอลิกได้มาจากการประมวลผลกราฟการทดลอง การเปรียบเทียบผลลัพธ์ของการคำนวณ l โดยใช้สูตรเหล่านี้กับค่าการทดลอง เราสามารถประเมินความน่าเชื่อถือของการทดลองได้

วัตถุประสงค์

เพื่อฝึกฝนวิธีการหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานไฮดรอลิก สำหรับเงื่อนไขของการทดลอง ให้ตั้งค่าการพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของไฮดรอลิกในระบบการไหลของของไหล และเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้รับกับการคำนวณโดยใช้สูตรเชิงประจักษ์

วิธีการจัดประสบการณ์

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของไฮดรอลิกถูกกำหนดโดยอ้อมโดยใช้สูตร Darcy-Weisbach (4.2) ในเวลาเดียวกัน จากประสบการณ์โดยตรง การสูญเสียหัว h dl พบได้จากความแตกต่างของหัว piezometric ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของส่วนที่ตรวจสอบของท่อส่ง และความเร็วของการเคลื่อนที่ u จากอัตราการไหล Q

การพึ่งพาอาศัยกัน l = f(Re) ถูกสร้างขึ้นโดยทำการทดลองสำหรับโหมดต่างๆ ของการเคลื่อนที่ของของไหลและสร้างกราฟที่เหมาะสม

คำอธิบายของโรงงานนำร่อง

การตั้งค่าห้องปฏิบัติการ (รูปที่ 4.1) ประกอบด้วยถังแรงดัน ท่อทดลอง และถังวัด

ท่อทดลอง - แนวนอน, ส่วนคงที่ (l = 1.2 ม., d = 25 มม.) มีหัวนมแรงดันคงที่สองอันในส่วนสำหรับกำหนดการสูญเสียแรงดันซึ่งเชื่อมต่อกับเพียโซมิเตอร์โดยใช้ท่อยาง วาล์วสำหรับควบคุมการไหลของน้ำติดตั้งอยู่ด้านหลังส่วนการวัด

ขั้นตอนการทำงาน

ก) ถังแรงดันเติมน้ำให้อยู่ในระดับคงที่ b) โดยการเปิดวาล์วสั้น ๆ การติดตั้งจะดำเนินการสำหรับ ... c) ในท่อ อัตราการไหลของของเหลวต่าง ๆ ถูกกำหนดในช่วงจากต่ำสุดถึงสูงสุด (เพียง 5-6 ...

การประมวลผลข้อมูลการทดลอง

4.6.1 ตามข้อมูลการวัด ให้คำนวณ: - อัตราการไหล Q, ความเร็วเฉลี่ย u, ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์ n, จำนวน Reynolds Re (ดูงานในห้องปฏิบัติการ ...

การวิเคราะห์ผลลัพธ์ ข้อสรุปในการทำงาน

คำถามทดสอบ

แล็บ #5

การหาค่าสัมประสิทธิ์ของท้องถิ่น

ความต้านทาน

ข้อมูลทั่วไป

ในระบบไฮดรอลิกจริง ของไหลเคลื่อนที่จะสูญเสียพลังงานกลในส่วนที่เป็นเส้นตรงของท่อ รวมถึงในข้อต่อและข้อต่อ และความต้านทานในพื้นที่อื่นๆ การสูญเสียพลังงานเพื่อเอาชนะความต้านทานในพื้นที่ (ที่เรียกว่าการสูญเสียแรงดันในพื้นที่) ส่วนหนึ่งเกิดจากแรงเสียดทาน แต่ในระดับที่มากขึ้น การเสียรูปของการไหล การแยกตัวออกจากผนัง และลักษณะของกระแสน้ำวนที่รุนแรง

การสูญเสียแรงดันในพื้นที่ถูกกำหนดโดยการคำนวณตามสูตร Weisbach:

ชั่วโมง m = zm (คุณ 2 /2g), (5.1)

โดยที่ z m คือค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานเฉพาะที่ แสดงความเร็วของหัวที่ใช้ไปเพื่อเอาชนะแนวต้าน

ค่าของ z m ในกรณีทั่วไปขึ้นอยู่กับชนิดของความต้านทานเฉพาะที่และระบอบการไหล ค่าการทดลองของค่าสัมประสิทธิ์สำหรับพื้นที่กำลังสองของระบอบการปกครองแบบปั่นป่วนแสดงไว้ในตารางอ้างอิง

วัตถุประสงค์

เพื่อฝึกฝนวิธีการหาค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานในท้องถิ่น กำหนดค่าสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์ z m สำหรับการต่อต้านในพื้นที่ที่ตรวจสอบ สร้างการพึ่งพาหมายเลข Reynolds และเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้รับกับข้อมูลแบบตาราง

วิธีการจัดประสบการณ์

ค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานในพื้นที่ถูกกำหนดโดยวิธีทางอ้อมโดยใช้การพึ่งพา (5.1) ในขณะเดียวกันก็พบการสูญเสียหัวเฉพาะที่จาก ...

คำอธิบายของโรงงานนำร่อง

การติดตั้งสำหรับการหาค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเฉพาะที่ในการทดลอง (รูปที่ 5.1) รวมถึงถังแรงดัน ท่อส่งที่มีความต้านทานเฉพาะที่ตรวจสอบ และถังวัด มีการติดตั้งหัวนมแรงดันคงที่บนท่อที่ด้านหน้าของความต้านทานในพื้นที่และด้านหลังซึ่งเชื่อมต่อกับ piezometers โดยใช้ท่อยาง มีวาล์วควบคุมการไหลของน้ำ

ขั้นตอนการทำงาน

ก) ถังแรงดันเติมน้ำให้อยู่ในระดับคงที่ b) ตรวจสอบการไม่มีอากาศใน piezometers (ระดับน้ำในนั้นเมื่อปิด ... c) ในท่อกำหนดอัตราการไหลของน้ำต่าง ๆ ในช่วงจากต่ำสุดถึงสูงสุด (เพียง 5-6 ...

การประมวลผลข้อมูลการทดลอง

จากข้อมูลการวัด มีการคำนวณดังต่อไปนี้: - อัตราการไหลเฉลี่ย Q = W / T และอัตราการไหลเฉลี่ย u = Q / w (โดยที่ w คือพื้นที่หน้าตัด ...

การวิเคราะห์ผลลัพธ์

คำถามทดสอบ

เราจะทำอย่างไรกับเนื้อหาที่ได้รับ:

หากเนื้อหานี้มีประโยชน์สำหรับคุณ คุณสามารถบันทึกลงในเพจของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก:

การประชุมเชิงปฏิบัติการนำเสนอคำอธิบายของห้องปฏิบัติการสิบหกงานในวินัย "ไฮดรอลิกส์" ซึ่งแต่ละรายการประกอบด้วยทฤษฎีโดยย่อ แนวทางปฏิบัติ และคำถามเกี่ยวกับการควบคุม เอกสารอ้างอิงรวมอยู่ในภาคผนวก อภิธานศัพท์ประกอบด้วยแนวคิดที่ใช้และคำจำกัดความ

สำหรับนักเรียนที่เรียนพิเศษ 19060365 "บริการขนส่งและเครื่องจักรและอุปกรณ์เทคโนโลยี (การขนส่งด้วยยานยนต์)" และ 19050062 "การทำงานของยานพาหนะ"

คำนำ

การศึกษาระบบไฮดรอลิกส์โดยนักเรียนที่เชี่ยวชาญด้านการขนส่งด้วยยานยนต์นั้นจัดให้มีการทำงานในห้องปฏิบัติการจำนวนหนึ่ง คอลเล็กชันนี้มีคำอธิบายเกี่ยวกับงานในห้องปฏิบัติการและแนวทางปฏิบัติ

วัตถุประสงค์ของการประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการคือการรวมเนื้อหาของหลักสูตรการบรรยายโดยนักเรียนพัฒนาทักษะการทำงานอิสระกับอุปกรณ์ในระหว่างการทดลอง สอนวิธีการกำหนดพารามิเตอร์ของของไหลที่เคลื่อนที่และการคำนวณตลอดจนความสามารถในการวาด ข้อสรุปตามผลที่ได้รับ

แต่ละงานมีเวลา 2 ชั่วโมงในการทำ เนื่องจากเมื่อศึกษาระเบียบวินัย ส่วนหนึ่งของส่วนต่างๆ ถูกถ่ายโอนไปยังนักเรียนเพื่อการศึกษาอิสระ คำแนะนำเกี่ยวกับระเบียบวิธีสำหรับแต่ละงานสรุปเนื้อหาทางทฤษฎีโดยสังเขป

การแนะนำ

ชลศาสตร์เป็นศาสตร์ทางเทคนิคที่ศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกล กฎสมดุล และการเคลื่อนที่ของของไหล คำว่า "ของเหลว" ครอบคลุมทั้งหยด ของเหลวที่อัดตัวไม่ได้จริง และตัวกลางที่เป็นก๊าซหรือที่อัดตัวได้

วิธีการทางทฤษฎีเป็นไปตามหลักความต่อเนื่องของออยเลอร์ ซึ่งถือว่าของเหลวไม่ใช่กลุ่มของอนุภาควัสดุที่แยกจากกัน แต่เป็นความต่อเนื่อง เช่น ตัวกลางวัสดุที่ต่อเนื่องหรือต่อเนื่องที่ช่วยให้สามารถแบ่งอนุภาคได้อย่างไม่จำกัด มุมมองของโครงสร้างของสารนั้นเป็นที่ยอมรับได้หากขนาดของปริมาตรที่พิจารณาปรากฏการณ์ภายใต้การศึกษานั้นใหญ่พอเมื่อเทียบกับขนาดของโมเลกุลและเส้นทางอิสระของค่าเฉลี่ย

ในทางชลศาสตร์ วิธีการวิจัยเชิงทดลองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งทำให้สามารถแก้ไขข้อสรุปทางทฤษฎีที่เบี่ยงเบนไปจากปรากฏการณ์จริงได้

ส่วนหลักของระบบไฮดรอลิกส์เชิงปฏิบัติคือ: การไหลผ่านท่อ การไหลออกของของไหลจากรูและผ่านหัวฉีด ปฏิสัมพันธ์ของการไหลกับสิ่งกีดขวาง การเคลื่อนที่ในตัวกลางที่มีรูพรุน (การกรอง) และเครื่องจักรไฮดรอลิก

ห้องปฏิบัติการทำงาน

หัวข้อ 1. การศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ
ของเหลว

วัตถุประสงค์:วิธีการหลักในการวัดความหนาแน่น การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความหนืด และแรงตึงผิวของของเหลว

ข้อมูลทั่วไป

สารที่อยู่ในสถานะของเหลวของการรวมตัว (เฟสของเหลว) เรียกว่าของเหลว สถานะของเหลวของการรวมตัวอยู่กึ่งกลางระหว่างสถานะของแข็ง ซึ่งมีลักษณะเด่นคือการรักษาปริมาตร การก่อตัวของพื้นผิว การครอบครองความต้านแรงดึงที่แน่นอน และสถานะก๊าซ ซึ่งสารอยู่ในรูปของ เรือที่ถูกปิดล้อม ในเวลาเดียวกันของเหลวมีคุณสมบัติโดยธรรมชาติเท่านั้น - ความลื่นไหลนั่นคือ ความสามารถในการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกหรือความหนืดภายใต้การกระทำของความเครียดใด ๆ (รวมถึงขนาดเล็กตามอำเภอใจ) ความลื่นไหลมีลักษณะค่าความหนืดผกผัน

ลักษณะสำคัญของของเหลว ได้แก่ ความหนาแน่น การอัดตัว การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความหนืด และความตึงผิว

ความหนาแน่นของสารที่เป็นเนื้อเดียวกันเรียกว่าอัตราส่วนโดยมวล มของเหลวให้ได้ปริมาตร ว:

ρ = ม/ ว.

การบีบอัด- คุณสมบัติของของเหลวเพื่อลดปริมาตรภายใต้การกระทำของความดันสม่ำเสมอ เธอได้รับการจัดอันดับ ปัจจัยการบีบอัด  หน้าแสดงการลดลงสัมพัทธ์ของปริมาตรของของเหลว Δ ว/วด้วยแรงดันที่เพิ่มขึ้น Δ ρ ต่อหน่วย:

βρ = (Δ ว/ว)/Δ ρ .

การขยายตัวทางความร้อน- คุณสมบัติของของเหลวที่จะเปลี่ยนปริมาตรเมื่อได้รับความร้อน - มีลักษณะเฉพาะที่ความดันคงที่ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงปริมาตร  ตซึ่งเท่ากับการเพิ่มปริมาตรสัมพัทธ์ Δ ว/วในกรณีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ตหนึ่งองศา:

β ต =(Δ ว/ว)/Δ ต.

ตามกฎแล้ว เมื่อถูกความร้อน ปริมาตรของของเหลวจะเพิ่มขึ้น

ความหนืด(แรงเสียดทานภายใน) - คุณสมบัติของวัตถุของเหลวที่จะต้านทานการเคลื่อนไหวของส่วนใดส่วนหนึ่งเมื่อเทียบกับส่วนอื่น เธอกำลังถูกประเมิน ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดแบบไดนามิก  ซึ่งมีมิติเป็น Pa∙s มันแสดงลักษณะความต้านทานของของเหลว (ก๊าซ) ต่อการกระจัดของชั้นของมัน

นอกจากความหนืดไดนามิกแล้ว การคำนวณมักจะใช้ ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์ν ซึ่งถูกกำหนดโดยสูตร

ν = μ /ρ

และวัด m 2 / s หรือ stokes (1 St = 1 cm 2 / s)

ค่าสัมประสิทธิ์ของความหนืดไดนามิกและจลนศาสตร์ถูกกำหนดโดยประเภทของของไหล ไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วของการไหล และจะลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

แรงตึงผิว- ลักษณะทางอุณหพลศาสตร์ของส่วนต่อประสานระหว่างสองเฟสซึ่งกำหนดโดยการทำงานของการก่อตัวของไอโซเทอร์มอลแบบย้อนกลับได้ของพื้นที่หน่วยของพื้นผิวนี้ ในกรณีของส่วนต่อประสานกับของเหลว แรงตึงผิวถือเป็นแรงที่กระทำต่อหน่วยความยาวของเส้นโครงร่างพื้นผิว และมีแนวโน้มที่จะลดพื้นผิวให้เหลือน้อยที่สุดสำหรับปริมาตรเฟสที่กำหนด ลักษณะ แรงตึงผิว  , J / m 2 \u003d N / ม. งานสร้างพื้นผิวใหม่นั้นใช้ไปกับการเอาชนะแรงยึดเกาะระหว่างโมเลกุล (การเกาะกัน) ในระหว่างการเปลี่ยนโมเลกุลของสารจากส่วนของร่างกายไปยังชั้นผิว ผลลัพธ์ของแรงระหว่างโมเลกุลในชั้นผิวไม่เท่ากับศูนย์และถูกส่งไปในเฟสที่แรงยึดเกาะมากกว่า ดังนั้น แรงตึงผิวจึงเป็นการวัดแรงระหว่างโมเลกุลที่ไม่ถูกชดเชยในชั้นพื้นผิว (interfacial) หรือพลังงานอิสระส่วนเกินในชั้นผิวเมื่อเทียบกับพลังงานอิสระในปริมาตรของเฟสต่างๆ

ค่าความหนาแน่น ค่าสัมประสิทธิ์การอัดตัว การขยายตัวทางความร้อนเชิงปริมาตร ความหนืดจลนศาสตร์ และแรงตึงผิวที่อุณหภูมิ 20°C แสดงไว้ในตาราง ข้อ 3.1 ของใบสมัคร

คำอธิบายของอุปกรณ์ที่จะศึกษา
คุณสมบัติทางกายภาพของของเหลว

อุปกรณ์สำหรับศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของของเหลวประกอบด้วยอุปกรณ์ 5 ชิ้นที่ทำในกล่องใสหนึ่งกล่อง (รูปที่ 1) ซึ่งระบุพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลข้อมูลการทดลอง อุปกรณ์ 3-5 เริ่มทำงานหลังจากหมุนอุปกรณ์ 180 รอบ เทอร์โมมิเตอร์ 1 แสดงอุณหภูมิโดยรอบและอุณหภูมิของของเหลวในเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด

ข้าว. 1. ไดอะแกรมของอุปกรณ์:
1 - เครื่องวัดอุณหภูมิ; 2 - ไฮโดรมิเตอร์; 3 – สโตกส์ viscometer;
4 – เครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอย; 5 - หินงอก

1.1. นิยามสัมประสิทธิ์
การขยายตัวทางความร้อนของของเหลว

เทอร์โมมิเตอร์ 1 (รูปที่ 1) มีภาชนะแก้วที่มีเส้นเลือดฝอยบรรจุของเหลวเทอร์โมเมตริกและสเกล หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการขยายตัวทางความร้อนของของเหลว การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในปริมาตรของของเหลวเทอร์โมเมตริกและระดับของของเหลวในเส้นเลือดฝอย ระดับจะแสดงค่าอุณหภูมิบนสเกล

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของของไหลเทอร์โมเมตริกจะพิจารณาจากการทดลองทางความคิด สันนิษฐานว่าอุณหภูมิแวดล้อมเพิ่มขึ้นจากค่าล่าง (ศูนย์) ถึงค่าขีดจำกัดบนของเทอร์โมมิเตอร์ และระดับของเหลวในเส้นเลือดฝอยเพิ่มขึ้นโดย ล.

ในการหาค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนจำเป็นต้องมี:

2. คำนวณการเพิ่มปริมาตรของของเหลวเทอร์โมเมตริก

Δ ว = π ร 2 ล,

ที่ไหน รคือรัศมีของเส้นเลือดฝอยเทอร์โมมิเตอร์ (ระบุบนเทอร์โมมิเตอร์)

3. คำนึงถึงปริมาตรเริ่มต้น (ที่ 0°С) ของของเหลวเทอร์โมเมตริก ว(ค่าที่กำหนดบนเทอร์โมมิเตอร์) ค้นหาค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน β ต = (Δ ว/ว)/Δ ตและเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง β ต* (ตาราง ป.3.1). ป้อนค่าของปริมาณที่ใช้ในตาราง 1.

ตารางที่ 1

ชนิดน้ำ	ร, ซม	ว, ซม. 3	Δ ต, ถึง	ล, ซม	Δ ว, ซม. 3	β ต , K-1	β ต * , K-1
แอลกอฮอล์

1.2. การวัดความหนาแน่นของของเหลวด้วยไฮโดรมิเตอร์

ไฮโดรมิเตอร์ 2 (รูปที่ 1) ใช้ในการหาความหนาแน่นของของเหลวโดยใช้วิธีการลอย เป็นทรงกระบอกกลวงที่มีสเกลมิลลิเมตรและน้ำหนักอยู่ด้านล่าง ไฮโดรมิเตอร์ลอยอยู่ในของเหลวภายใต้การศึกษาในตำแหน่งแนวตั้ง ความลึกของการจุ่มของไฮโดรมิเตอร์เป็นการวัดความหนาแน่นของของเหลว และอ่านได้จากสเกลตามขอบบนของวงเดือนของของเหลวรอบๆ ไฮโดรมิเตอร์ ในไฮโดรมิเตอร์ทั่วไป สเกลจะวัดตามความหนาแน่น

ในการทำงานต้องดำเนินการดังต่อไปนี้:

1. วัดความลึกของการแช่ ชม.ไฮโดรมิเตอร์ในระดับมิลลิเมตร

2. คำนวณความหนาแน่นของของเหลวโดยใช้สูตร

ρ = 4ม/(พาย 2 ชม.),

ที่ไหน มและ ง– มวลและเส้นผ่านศูนย์กลางของไฮโดรมิเตอร์ (ค่ากำหนดบนไฮโดรมิเตอร์)

สูตรนี้ได้มาจากการเทียบแรงโน้มถ่วงของไฮโดรมิเตอร์ ช = มกและแรงลอยตัว (อาร์คิมีดีน) ฉ ก = ρ กรัมโดยที่ปริมาตรของส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำของไฮโดรมิเตอร์ ว = HPD 2 /4.

3. เปรียบเทียบค่าความหนาแน่นของการทดลอง  ด้วยค่าอ้างอิง  * (ตาราง ป.3.1). ค่าของปริมาณที่ใช้สรุปไว้ในตาราง 2.

ตารางที่ 2

ผลการสังเกตและการคำนวณ

คณะวิศวกรรมศาสตร์และฟิสิกส์เทคโนโลยีชั้นสูง ภาควิชาวิธีกายภาพในการวิจัยประยุกต์ เอ็ม.วี. วาลดิน หลักเกณฑ์ ไปที่ห้องปฏิบัติการเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับชลศาสตร์ เครื่องช่วยสอน อุลยานอฟสค์ UDC 532.5 (075.8) บาร์บีคิว 30.123 i73 เผยแพร่โดยการตัดสินใจของสภาวิชาการของคณะวิศวกรรมศาสตร์และฟิสิกส์ของเทคโนโลยีชั้นสูงแห่ง Ulyanovsk State University ผู้วิจารณ์: วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต, ศาสตราจารย์ภาควิชาธุรกิจน้ำมันและก๊าซและการบริการ P.K. เจอร์มาโนวิช ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ รองศาสตราจารย์ภาควิชาวิธีการทางฟิสิกส์ในการวิจัยประยุกต์ ย.น. ซับคอฟ ไวยาดิน เอ็ม.วี. ใน 99 แนวทางสำหรับห้องปฏิบัติการเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับชลศาสตร์.- Ulyanovsk: UlGU, 2014.- 48 วินาที การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับระบบไฮดรอลิกส์จัดเตรียมการดำเนินงานในห้องปฏิบัติการ 9 ห้องซึ่งสองงานมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการออกแบบและหลักการทำงานของห้องปฏิบัติการสองแห่งคือ "อุทกสถิต" และ "อุทกพลศาสตร์" ส่วนที่เหลือครอบคลุมการกำหนดความดันไฮโดรสแตติกในทางปฏิบัติ ความหนาแน่น ของของเหลวที่ไม่รู้จัก แรงกดบนผนังแนวนอนและแนวตั้งของภาชนะ แรงต้านทานไฮดรอลิกตามความยาวของท่อ และการขยายตัวอย่างกะทันหัน การศึกษาการไหลของของไหลระหว่างการไหลออกในท่อ Venturi และการสังเกตด้วยสายตาของระบบการไหลแบบราบเรียบและการไหลแบบปั่นป่วนของการไหลของของไหลแบบหนึ่งมิติ คู่มือนี้มีไว้สำหรับนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์และฟิสิกส์ของเทคโนโลยีชั้นสูง Ulyanovsk State University, 2014 Vyaldin M.V., 2014 บทนำ……………………………………...4 การวัด ข้อผิดพลาดในการวัดและการนำเสนอข้อมูลการทดลอง………………………………………………………………………………….4 แล็บ #1 การศึกษาของห้องปฏิบัติการยืนหยัด "HYDROSTATICS GS" …………………8 แล็บ #2 การหาค่าความดันอุทกสถิต…………………………………..11 แล็บ #3 การหาความหนาแน่นของของเหลวที่ไม่รู้จัก…………………………......14 แล็บ #4 การหาแรงกดของของไหลบนผนังเรียบ………………..17 แล็บ #5 การศึกษาห้องปฏิบัติการยืนหยัด “HYDRODYNAMICS GD” ………………21 แล็บ #6 การหาค่า head loss ในท่อกลม………………………………...28 แล็บ #7 การหาค่าการสูญเสียหัวเนื่องจากการขยายตัวอย่างกะทันหัน………………………….....34 แล็บ #8 การทดลองสร้างแผนภาพแบร์นูลลี ………………………..39 แล็บ #9 การสังเกตระบบการไหลและการกำหนดพารามิเตอร์การไหล…. …….43 บทนำ ชลศาสตร์ในฐานะวิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดในแง่ของการนำความรู้ไปใช้จริงทั้งในการผลิตและในชีวิตประจำวัน และวิศวกรยุคใหม่ต้องรู้วิธีในการศึกษาปรากฏการณ์ทางชลศาสตร์และวินิจฉัยสภาพของท่อ ดังนั้นนักเรียนจึงควรรู้จักอุปกรณ์ต่างๆ ของความดัน ความหนาแน่น ความหนืด เครื่องวัดการไหลของของเหลว ตลอดจนหน่วยการวัดของปริมาณเหล่านี้ ทั้งในระบบของหน่วยใน SI และ CGS และในหน่วยการวัดที่ไม่เป็นระบบ ในการคำนวณปริมาณจำนวนมากที่กำลังศึกษา สิ่งสำคัญคือต้องใช้ทรัพยากรทางอินเทอร์เน็ตเพื่อค้นหาข้อมูลตารางที่เกี่ยวข้อง (ตัวอย่างเช่น ความหนืดจลนศาสตร์มักสับสนกับความหนืดไดนามิก เนื่องจากไม่ทราบสูตรสำหรับความสัมพันธ์ระหว่าง ปริมาณเหล่านี้และไม่ต้องสนใจหน่วยวัดและคำนำหน้าที่ระบุในตาราง) การอ่านค่าจากเครื่องมือไฮดรอลิกยังทำให้เกิดปัญหาบางประการ ตัวอย่างเช่น การอ่านค่า rotameter ถูกกำหนดเป็นหน่วย และเพื่อแปลงค่าที่อ่านได้เหล่านี้เป็นระบบ SI จำเป็นต้องสามารถใช้กราฟของการไหล (ในส่วน) จากการไหล (หน่วยเป็นลิตร/ชั่วโมง). เมื่อทำงานในห้องปฏิบัติการควรจำไว้ว่าท่อเชื่อมต่อบางส่วนในขาตั้ง "Hydrostatics" เปิดอยู่และควรเปลี่ยนความดัน (ส่วนเกินและความดันสูญญากาศ) อย่างราบรื่นและคำนึงถึงความเฉื่อยของของเหลว การวัด ข้อผิดพลาดในการวัด และการนำเสนอข้อมูลการทดลอง ในห้องปฏิบัติการด้านชลศาสตร์จะทำการตรวจวัดทั้งทางตรงและทางอ้อม การวัดเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการเปรียบเทียบค่าที่วัดได้กับค่าอื่น โดยถือเป็นหน่วยการวัด สำหรับการตรวจวัดโดยตรง (เช่น อุณหภูมิ ความดัน เป็นต้น) จะใช้เครื่องมือวัด (เทอร์โมมิเตอร์ เกจวัดความดัน) สอบเทียบในหน่วยการวัดที่เหมาะสม ด้วยการวัดทางอ้อม ค่าที่ต้องการจะถูกกำหนดจากผลลัพธ์ของการวัดโดยตรงของปริมาณอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับค่าที่วัดได้โดยการพึ่งพาการทำงานบางอย่าง (เช่น P = P 0 +ρgh, ρ = m/V, ρ = P /กฮ). เมื่อทำการวัดปริมาณใด ๆ จะมีการดำเนินการตามลำดับสามครั้ง: การเลือก การทดสอบ และการติดตั้งอุปกรณ์ (ในกรณีของเรา แท่นวางถูกเตรียมไว้สำหรับการทำงานโดยช่างเทคนิค-วิศวกร) การสังเกตตัวบ่งชี้และการนับถอยหลังสำหรับแต่ละโหมด การคำนวณหาค่าที่ต้องการจากผลการวัดและการประเมินความผิดพลาด ไม่สามารถระบุมูลค่าที่แท้จริงของปริมาณที่วัดได้ด้วยความแน่นอน การวัดแต่ละครั้งจะให้ค่าของปริมาณ X จำนวนหนึ่งโดยมีข้อผิดพลาด ∆X ซึ่งเรียกว่าข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ ข้อผิดพลาดในการวัดคือ: เป็นระบบ สุ่ม และพลาด ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบคือข้อผิดพลาดที่คงที่หรือเปลี่ยนแปลงเป็นประจำเมื่อมีการวัดค่าเดียวกันซ้ำๆ ในอุปกรณ์การวัดใด ๆ มีข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบอย่างน้อยหนึ่งข้อที่ไม่สามารถกำจัดได้ แต่สามารถนำมาพิจารณาได้ ข้อผิดพลาดแบบสุ่มเป็นข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถป้องกันได้ โดยปกติจะถูกนำมาพิจารณาในการวัดหลายรายการและปฏิบัติตามกฎหมายทางสถิติ พลาดและข้อผิดพลาดรวมเป็นข้อผิดพลาดที่มีขนาดใหญ่เกินไปซึ่งบิดเบือนผลการวัดอย่างชัดเจน ด้วยวิธีการวัดในห้องปฏิบัติการจะทำการวัดปริมาณหลายครั้งและคำนวณค่าเฉลี่ยเลขคณิตของค่าที่ได้รับซึ่งตรงกันข้ามกับวิธีการทางเทคนิคซึ่งอนุญาตให้มีการวัดปริมาณที่ตรวจสอบเพียงครั้งเดียว แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดสามารถเป็น: เครื่องมือวัด (ข้อผิดพลาดของเครื่องมือ) ผู้สังเกต (ข้อผิดพลาดในการอ่าน) สิ่งแวดล้อม (ข้อผิดพลาดด้านสิ่งแวดล้อม) เทคนิคการวัดและเทคนิคการประมวลผลผลลัพธ์ (ข้อผิดพลาดในการประมวลผลทางคณิตศาสตร์) ข้อผิดพลาดทั้งหมด ∆X สำหรับการวัดโดยตรงจะถูกกำหนดหลังจากพบข้อผิดพลาดแบบสุ่มและประมาณค่าข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ ในกรณีที่ง่ายที่สุด ∆X (ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์) จะพิจารณาจากข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัด ตัวอย่างเช่น สำหรับเกจวัดความดัน ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์จะเท่ากับครึ่งหนึ่งของราคาส่วนที่เล็กที่สุด ราคาการแบ่งถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างค่าดิจิตอลที่ใกล้ที่สุดบนมาตราส่วนตราสารต่อจำนวนของส่วนระหว่างพวกเขา ในการประเมินความถูกต้องของการวัดทางอ้อม ขั้นแรกให้ระบุข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ ε = ∆X/Xav. ที่ คสร. - ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของค่าของปริมาณ จากนั้นการบันทึกผลการวัดจะเป็นดังนี้: X = Xav ± ∆Х, และ ∆X ถูกกำหนดโดยค่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์ ε ซึ่งพบโดยกฎการหาอนุพันธ์ ตารางที่ 1 (ดูภาคผนวก) แสดงสูตรสำหรับการคำนวณข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของค่าสำหรับการขึ้นต่อกันของฟังก์ชันที่พบมากที่สุด ต่อไปนี้คือบางกรณีของการคำนวณข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของการวัดทางอ้อมของ Y: ให้ฟังก์ชันถูกกำหนดโดยนิพจน์ Y = A + B และข้อผิดพลาดการวัดสัมบูรณ์ ∆A, ∆B แล้ว Y +∆Y = (A ± ∆A) + (B ± ∆B) ดังนั้น ∆Y = ∆A +∆B จะได้ค่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์ดังนี้ ∆Y/Y = ∆Y/(A+B) = (∆A + ∆B)/(A + B); ถ้า Y = A * B แล้ว ∆Y/Y = ∆A/A + ∆B/B หรือ ε Y = ε A + ε B หากสูตรการคำนวณมีค่าคงที่ เช่น ตัวเลข π \u003d 3, 14 ค่าคงที่ทางกายภาพบางอย่าง เช่น g \u003d 9.83 m / s 2 ข้อมูลแบบตาราง ข้อมูลแบบตารางจะถูกนำไปใช้อย่างแม่นยำว่าจำนวนหลักสำคัญ หลังจากจุดทศนิยมจะมีค่ามากกว่าตัวเลขนัยสำคัญหนึ่งหลักในค่าของปริมาณที่วัดได้ ตัวอย่างการคำนวณข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของการวัดความดันสัมบูรณ์ สูตรเริ่มต้น: Р = Р 0 + ρgh ดังนั้นการพึ่งพาการทำงานจึงคล้ายกับ Y = A + B เช่น ∆P/P = (∆P 0 +∆(ρgh))/ (P 0 + ρgh) โดยที่ ∆(pgh) คำนวณตามตัวอย่างการพึ่งพาฟังก์ชันที่สอง ∆(ρgh)/ρgh = ∆p/p + ∆g/g + ∆h/h ดังนั้น ∆(ρgh) = (εp + εh)*ρgh กฎการคำนวณข้อผิดพลาดและการนำเสนอข้อมูลการทดลอง เนื่องจากความแม่นยำของปริมาณทางกายภาพที่กำหนดถูกกำหนดโดยการวัด ไม่ใช่โดยการคำนวณ ค่าตัวเลขของผลการวัดจึงถูกปัดเศษให้เป็นตัวเลขที่มีลำดับเดียวกันกับค่าความผิดพลาด ตัวเลขพิเศษสำหรับจำนวนเต็มจะถูกแทนที่ด้วยศูนย์ และเศษส่วนทศนิยมจะถูกทิ้ง ตัวอย่าง: (103221 ± 245) Pa - ก่อนปัดเศษ; (103220 ± 250) Pa - หลังจากการปัดเศษเมื่อคำนวณความดันของเหลว หากตัวเลขที่ถูกแทนที่ด้วยศูนย์หรือถูกละทิ้งมีค่าน้อยกว่า 5 ตัวเลขที่เหลือจะไม่เปลี่ยนแปลง และถ้าตัวเลขนี้มากกว่า 5 ตัวเลขที่เหลือที่ตามมาจะเพิ่มขึ้นทีละหนึ่ง ตัวอย่าง: (846.45 ± 0.13) kg / m 3 - ก่อนปัดเศษ (846.5 ± 0.1) kg / m 3 - หลังจากการปัดเศษเมื่อคำนวณความหนาแน่นของของเหลวที่ไม่รู้จัก หากตัวเลขที่ถูกแทนที่ด้วยศูนย์หรือถูกทิ้งมีค่าเท่ากับ 5 (โดยมีศูนย์ตามมา) การปัดเศษจะดำเนินการดังนี้: หลักสุดท้ายในจำนวนที่ปัดเศษจะไม่เปลี่ยนแปลง หากเป็นเลขคู่ และเพิ่มขึ้นทีละหนึ่งหากเป็นเลขคี่ ตัวอย่าง: (184, 256 ± 0.127) H - ก่อนปัดเศษ; (184.26 ± 0.13)N หรือ (184.3 ± 0.1) - หลังจากการปัดเศษเมื่อคำนวณแรงกดของของเหลวบนผนังแนวนอนและแนวตั้ง เมื่อนำเสนอผลลัพธ์สุดท้ายของการวัด จะสะดวกกว่าที่จะใช้บันทึกค่าตัวเลขในรูปเศษส่วนทศนิยมคูณด้วยกำลังที่ต้องการ 10 ตัวอย่างเช่น เมื่อบันทึกค่าความดันบรรยากาศ: 101 239 Pa \u003d 101.239 * 10 3 Pa \u003d 101.24 kPa ในกรณีส่วนใหญ่ของการศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางชลศาสตร์ ขอแนะนำให้นำเสนอการพึ่งพาที่ได้รับในรูปแบบของกราฟ การเปรียบเทียบเส้นโค้งทางทฤษฎีกับเส้นทดลอง จะพิจารณาว่าผลการทดลองสอดคล้องกับค่าที่คาดไว้หรือไม่ ในบางกรณี มีการเสนอให้ซ้อนส่วนทดลองของกราฟบนเส้นโค้งทางทฤษฎี ในกรณีนี้ พฤติกรรมของส่วนโค้งควรได้รับการพิจารณาอย่างแม่นยำภายในขอบเขตของค่าที่วัดได้ซึ่งแสดงบนเส้นโค้งทางทฤษฎี เพื่อความสะดวก มาตราส่วนที่เลือกในการสร้างการพึ่งพาการทดลองควรตรงกับขนาดของการพึ่งพาทางทฤษฎี ตัวอย่างเช่น เมื่อซ้อนทับกราฟของการพึ่งพาความต้านทานไฮดรอลิกกับหมายเลข Re บนกราฟ Murin ส่วนการทดลองจะเป็นเพียงหนึ่งในสิบของเส้นโค้งทางทฤษฎี (และมีจำนวนมากบนกราฟ Murin) ดังนั้น ความบังเอิญที่ถูกต้องของส่วนทดลองกับหนึ่งในเส้นโค้งเหล่านี้จะช่วยให้ในความต่อเนื่องของเส้นโค้งนี้ สามารถกำหนดความหยาบสัมพัทธ์เทียบเท่าของพื้นผิวด้านในของท่อได้ จุดทดลองบนกระดาษกราฟแสดงในรูปแบบของกากบาทและเส้นโค้งไม่ได้ถูกวาดสำหรับทุกจุด แต่อยู่ในขอบเขตของข้อผิดพลาด เพื่อให้ด้านบนและด้านล่างของเส้นโค้งนี้ จำนวนจุดตามระยะทางทั้งหมดจากเส้นทดลองคือ ประมาณเดียวกัน รูปแบบทั่วไปของเส้นโค้งการทดลองควรคล้ายกับรูปแบบของการพึ่งพาทางทฤษฎีหรือรูปแบบของส่วนที่สอดคล้องกันของเส้นโค้งทางทฤษฎี แล็บ #1 การศึกษาห้องปฏิบัติการ "HYDROSTATICS GS" วัตถุประสงค์:เพื่อศึกษาอุปกรณ์และหลักการทำงานของห้องปฏิบัติการ "Hydrostatics" เขียนสูตรสำหรับกำหนดความดันสัมบูรณ์เขียนสูตรสำหรับกำหนดความดันส่วนเกินโดยใช้แบตเตอรี่ของ piezometers รู้ความหนาแน่นของของเหลวในหน่วยพายโซเมตร กำหนดค่าการแบ่งส่วนของ piezometers และ pressure gauges; แสดงความหมายในระบบ SI ทฤษฎีโดยย่อ. ขาตั้งประกอบด้วยโต๊ะทำงาน 1 (รูปที่ 1) ถัง 2 ยึดอยู่กับที่และแผงป้องกัน 3 พร้อมแรงดันแบตเตอรี่ P3 และมาตรวัดสุญญากาศ แผงหน้าปัดของเพียโซมิเตอร์ติดผนัง 4 ติดอยู่ติดกับโต๊ะ ถังบรรจุ ¾ เต็มไปด้วยสารทำงาน ด้วยความช่วยเหลือของคอมเพรสเซอร์ 5 และเครื่องดูดฝุ่น 6 ซึ่งอยู่ที่ชั้นล่างสุดของโต๊ะ สามารถสร้างแรงดันส่วนเกินหรือแรงดันสุญญากาศใต้ฝาถังได้ โหมดที่ต้องการมีให้โดยชุดควบคุม 7 และวาล์ว B1 และ B2 ความดันอากาศในถังถูกบันทึกโดยอุปกรณ์เชิงกล - มาตรวัดความดัน MN1 และมาตรวัดสุญญากาศ VN ที่ผนังด้านหน้าและด้านข้างของถังมีครีบซึ่งผนังเรียบทดสอบ 9 สองอันติดผ่านเครื่องสูบลม 8 - แนวตั้งและแนวนอน ไม้บรรทัดที่มีสเกลจะติดอยู่กับหน้าแปลนซึ่งทำหน้าที่กำหนดการเคลื่อนที่ของผนัง ขาของมาตรวัดแรงดันแบตเตอรี่และสุญญากาศ P3 เต็มไปด้วยของเหลว (ในกรณีทั่วไป ของเหลวอาจแตกต่างออกไป) ปลายด้านซ้ายของมาตรวัดแรงดันแบตเตอรี่เติมอากาศและเชื่อมต่อกับส่วนบนของถัง และปลายด้านขวาเปิดสู่บรรยากาศ (รูปที่ 2) บนแผงผนังของเพียโซมิเตอร์ 4 มีเพียโซมิเตอร์ P1 เชื่อมต่อกับส่วนของถังที่บรรจุของไหลทำงาน และเกจความดันรูปตัวยูและสุญญากาศ P2 ที่บรรจุของไหลตรวจสอบที่ไม่ทราบความหนาแน่น ปลายด้านหนึ่งของมาตรวัดความดันสุญญากาศ P2 เชื่อมต่อกับส่วนบน (อากาศ) ของถัง และปลายอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เชิงกล - มาตรวัดความดัน MN2 วาล์ว V5 และ V3 ใช้เพื่อปิดกั้นมาตรวัดความดันและสุญญากาศ P2 เมื่อทำการทดลองเกี่ยวกับความดันหรือสุญญากาศที่เกินขีดจำกัดการวัดของอุปกรณ์ของเหลวนี้ วาล์ว B8 และข้อต่อ 10 ใช้เพื่อเติมสารทำงานลงในถังและระบายออก ข้าว. 1. ห้องปฏิบัติการ "Hydrostatics GS" แท่นวางสำหรับห้องปฏิบัติการ "GS" ได้รับการออกแบบมาเพื่อปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการหมายเลข 2.3.4 เพื่อกำหนดความดันไฮโดรสแตติก ความหนาแน่นของของเหลวที่ไม่รู้จัก และแรงกดของของเหลวบนผนังเรียบแนวตั้งและแนวนอน คำถามทดสอบ ห้องปฏิบัติการ "Hydrostatics GS" มีไว้เพื่ออะไร หลักการทำงานของขาตั้งขึ้นอยู่กับอะไร? ระบุองค์ประกอบหลักของขาตั้งห้องปฏิบัติการ ขาตั้งใช้เครื่องวัดความดันแบบใด ค่าการแบ่งสเกลของแบตเตอรี่ของเพียโซมิเตอร์มีค่าเท่าใด ค่าการแบ่งสเกลของวอลล์เพียโซมิเตอร์มีค่าเท่าใด ข้าว. 2. รูปแบบไฮดรอลิกของขาตั้ง "Hydrostatics GS" ค่าการแบ่งตัวของเกจวัดแรงดันเชิงกลคืออะไร? แสดงค่านี้ในระบบ SI ของเหลวชนิดใดที่เทลงในแบตเตอรี่ของ piezometers? ระบุความหนาแน่น ของเหลวชนิดใดที่เทลงในเครื่องวัดปริมาตรผนัง ระบุความหนาแน่นของของเหลวใน P1 piezometer ของเหลวอะไรและถังบรรจุในระดับใด? ทำไม ความดันส่วนเกินและความดันรวมและความดันสุญญากาศในถังกำหนดโดยแบตเตอรี่ของเครื่องวัดพายโซมิเตอร์แบบตั้งโต๊ะได้อย่างไร เขียนสูตร. ระบุสองโหมดหลักในการทำงานของขาตั้ง อุปกรณ์ใดที่ใช้สร้างโหมดเหล่านี้และตั้งอยู่ที่ไหน วิธีใดในการระบุความดันอุทกสถิตมีความแม่นยำที่สุด แล็บ #2 การกำหนดแรงดันน้ำ วัตถุประสงค์ - นักเรียนที่เชี่ยวชาญวิธีการวัดความดันไฮโดรสแตติก เกจ และสุญญากาศในสองโหมด ในการเตรียมงาน ในกระบวนการปฏิบัติงาน และการประมวลผลผลการทดลอง นักเรียนต้อง: ทำความคุ้นเคยกับอุปกรณ์วัดความดันต่างๆ กำหนดความดันที่หยุดนิ่งในสามวิธีในสองโหมด ตรวจสอบแรงดันใต้ฝาถังตามการอ่านค่าของพายโซมิเตอร์และแรงดันแบตเตอรี่และมาตรวัดสุญญากาศ และเปรียบเทียบกับค่าที่อ่านได้ของอุปกรณ์เชิงกลในสองโหมด กำหนดข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ของการวัดความดันไฮโดรสแตติกด้วยทั้งสามวิธีสำหรับทุกโหมด Vilner Ya.M., Kovalev Ya.T., Nekrasov B.B. คู่มืออ้างอิงสำหรับไฮดรอลิกส์ เครื่องจักรไฮดรอลิก และไดรฟ์ไฮดรอลิก (เอกสาร) Bakanov M.V. , Romanova V.V. , Kryukova T.P. ฐานข้อมูล. ระบบจัดการฐานข้อมูล ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร) Gaidukevich I.V. , Borodina T.A. เศรษฐมิติ. ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร) Lukina I.G. , Zarubin D.P. , Kozlova L.V. เคมีคอลลอยด์ ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร) อบาซิน ดี.ดี. การจัดการระบบทางเทคนิค ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร) การประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการเฉพาะทาง การบำรุงรักษาและซ่อมแซมอุปกรณ์ขององค์กรวิศวกรรมเครื่องกล (งานห้องปฏิบัติการ) ชาโปวาโลวา อี.วี. ปฏิบัติการปฏิบัติการเคมีทั่วไปและอนินทรีย์ (เอกสาร) Lobanov Yu.V. ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ เรื่อง กฟภ. (เอกสาร) การประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการ - Lyubivaya L.S. , Pavlova A.I. การประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับมาตรวิทยา (งานในห้องปฏิบัติการ) Gorlov Yu.P. ห้องปฏิบัติการเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับเทคโนโลยีวัสดุฉนวนความร้อน (เอกสาร) Ostreikovsky V.A. ปฏิบัติการปฏิบัติการทางสารสนเทศ (เอกสาร) n1.doc หน่วยงานรัฐบาลกลางเพื่อการศึกษา สถาบันเทคโนโลยี Biysk (สาขา) สถาบันการศึกษาของรัฐ การศึกษาวิชาชีพที่สูงขึ้น "มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐอัลไต พวกเขา. ครั้งที่สอง โปลซูนอฟ" AI. Roslyakov, L.V. โลโมโนซอฟ ห้องปฏิบัติการเชิงปฏิบัติการ สำหรับระบบไฮดรอลิกส์ เครื่องจักรไฮดรอลิก และไดรฟ์ไฮดรอลิก แนวทางการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ หลักสูตร "ไฮดรอลิค", "ไฮดรอลิคและเครื่องจักรไฮดรอลิค", "พื้นฐานของระบบไฮดรอลิกส์และระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก" สำหรับนักเรียนเฉพาะทาง: TM-151001, VUAS - 170104, AT - 190603, APCP - 240706, MAPP-260601, TGV-270109 สำนักพิมพ์ของมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐอัลไตพวกเขา. ครั้งที่สอง โปลซูโนวา ผู้วิจารณ์: หัวหน้าภาควิชา MAHIPP BTI AltSTU ศาสตราจารย์ คูนิช วี.เอ. งานนี้จัดทำขึ้นที่แผนก "การจ่ายและระบายอากาศความร้อนและก๊าซกระบวนการและอุปกรณ์ของเทคโนโลยีเคมี" Roslyakov, A.I. ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการเกี่ยวกับไฮดรอลิกส์ เครื่องจักรไฮดรอลิก และไฮดรอลิกส์ roprivodam: แนวทางการทำงานในห้องปฏิบัติการในหลักสูตร "ไฮดรอลิค", "ไฮดรอลิคและเครื่องจักรไฮดรอลิค", "พื้นฐานของระบบไฮดรอลิคและระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิค" สำหรับนักเรียนที่เชี่ยวชาญ: TM -151001, VUAS - 170104, AT - 190603, APCP - 240706, MAPP -260601, TGV - 270109 / เอ.ไอ. Roslyakov, L.V. โลโมโนซอฟ – อัลเทอร์เนทีฟ สถานะ เทคโนโลยี ยกเลิก BTI - บิสก์: Alt. สถานะ เทคโนโลยี อังตา, 2552. - 137 น. การประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการประกอบด้วยคำอธิบายเกี่ยวกับกฎ ขั้นตอน และวิธีการในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ แสดงรูปแบบพื้นฐานของการพักตัวและการเคลื่อนที่ของของไหล ตลอดจนรายการคำถามที่จำเป็นสำหรับการเรียนรู้ในส่วน "พื้นฐานของชลศาสตร์และชลศาสตร์ ไดรฟ์", "ไฮดรอลิค", "ไฮดรอลิคและเครื่องจักรไฮดรอลิค" สำหรับนักเรียนที่เชี่ยวชาญด้านเครื่องกล © เอไอ Roslyakov, L.V. โลโมโนซอฟ, 2009 © BTI AltSTU, 2009 การหาค่าแรงดันน้ำ 6 1.1 วัตถุประสงค์ของงาน: 6 1.3 ความเป็นมา6 1.5 คำอธิบายการติดตั้ง 9 1.7 การประมวลผลข้อมูลการทดลอง 12 1.8 คำถามเพื่อความปลอดภัย 12 2.1 วัตถุประสงค์ของงาน: 15 2.3ความเป็นมา15 2.3.1 รูปแบบการเคลื่อนที่ของของไหลจริง 15 2.7 การประมวลผลข้อมูลการทดลอง 21 6.2 การเตรียมห้องปฏิบัติการ: 56 การแนะนำ เพื่อให้ประสบความสำเร็จในการศึกษาสาขาวิชาหลักหลายสาขา นักเรียนที่เชี่ยวชาญด้านเคมีและเครื่องกลจำนวนมากจำเป็นต้องรู้กฎพื้นฐานของการพักตัวและการเคลื่อนที่ของของไหล ในอนาคตพวกเขามักจะต้องใช้ความรู้พื้นฐานของระบบไฮดรอลิกส์กับการแก้ปัญหาเฉพาะทางวิศวกรรม ตัวอย่างเช่น วิศวกรเครื่องกลในองค์กรในอุตสาหกรรมเคมีและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องจะคำนวณและออกแบบท่อ ถัง และอุปกรณ์ทุกชนิดที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนย้าย จัดเก็บ และแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลวและก๊าซ คำนวณและควบคุมโหมดการทำงานของปั๊ม วิศวกรเครื่องกลใช้ระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิกเพื่อทำให้การทำงานเป็นไปโดยอัตโนมัติและการใช้เครื่องจักรสำหรับชิ้นส่วนแปรรูป การตัดและความดัน การประกอบและการบรรจุผลิตภัณฑ์ การบรรจุและการตวงผลิตภัณฑ์เทกองและของเหลว เครื่องจักรไฮดรอลิก ไดรฟ์ไฮดรอลิกและนิวแมติกยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น ในการจัดหาน้ำและละลาย โลหะวิทยาและการขนส่ง การก่อสร้างและเกษตรกรรม ดังนั้นในการฝึกอบรมด้านวิศวกรรมทั่วไปของนักเรียนที่เชี่ยวชาญด้านเคมีและเครื่องกลส่วนใหญ่ หลักสูตรชลศาสตร์จึงมีความสำคัญมาก การเรียนรู้ที่ประสบความสำเร็จนั้นอำนวยความสะดวกอย่างมากโดยผ่านการประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการโดยนักเรียน วัตถุประสงค์ของการประชุมเชิงปฏิบัติการคือการรวมเนื้อหาทางทฤษฎีในหลักสูตรของชลศาสตร์ เพื่อรับทักษะในการทำงานกับเครื่องมือวัดและอุปกรณ์การวิจัยอื่นๆ ห้องปฏิบัติการ ครั้งที่ 1. การหาค่าแรงดันน้ำ (4 ชั่วโมง) 1.1 วัตถุประสงค์ของงาน: - เพื่อตรวจสอบแรงของความดันอุทกสถิตและจุดศูนย์กลางของความดันในเชิงประจักษ์ – สร้างไดอะแกรมของความดันอุทกสถิต 1.2 การเตรียมการสำหรับห้องปฏิบัติการ: - ศึกษาเนื้อหาในหัวข้องานนี้ในคู่มือนี้ - เรียนรู้คำจำกัดความของแนวคิดหลักและเงื่อนไขของหัวข้อ ข้อกำหนดและแนวคิดพื้นฐาน: - ความสงบสุขอย่างแท้จริง - เครื่องดูดฝุ่น; - อุทกสถิต; - ความกดดัน; เป็นของเหลวในอุดมคติ - แรงดันเกิน - กองกำลังมวลชน - ความหนาแน่น; เป็นแรงพื้นผิว - พื้นผิวเรียบ - สมดุล; - พื้นผิวฟรี - ศูนย์กลางของความดัน 1.3 พื้นฐานทางทฤษฎี ในระบบไฮดรอลิกส์ ตัวของเหลว (ของเหลว) ถือเป็นสื่อต่อเนื่องที่ประกอบด้วยจุดวัสดุ (อนุภาค) ที่แยกจากกัน ความลื่นไหลเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของของเหลว ความลื่นไหลอยู่ในการเคลื่อนที่สูงของอนุภาคแต่ละส่วนของของเหลวที่สัมพันธ์กัน ความลื่นไหลเป็นที่ประจักษ์ในความจริงที่ว่าของเหลวจะอยู่ในรูปของภาชนะที่ตั้งอยู่เสมอ และไม่รับรู้ถึงผลกระทบของแรงกระจุกตัว แรงภายนอกและแรงภายในทั้งหมดที่กระทำต่อของเหลวจะกระจายไปทั่วปริมาตรของมันอย่างต่อเนื่อง (กองกำลังมวลชน) หรือบนพื้นผิว ( ผิวเผิน). อันเป็นผลมาจากการกระทำของแรงภายนอก ความเค้นปกติเกิดขึ้นภายในของไหลที่อยู่นิ่ง เท่ากับขีดจำกัดที่อัตราส่วนของแรงต่อพื้นที่ (รูปที่ 1.1) ซึ่งกระทำนั้นมีแนวโน้ม เมื่อขนาดของพื้นที่ มีแนวโน้มที่จะเป็นศูนย์เช่น เมื่อทำสัญญาไซต์ถึงจุดหนึ่ง แรงดันน้ำเรียกว่า ความเครียดปกติ ที่เกิดขึ้นในของเหลวภายใต้การกระทำของแรงภายนอก . มีคุณสมบัติ 2 ประการ คือ – ความดันอุทกสถิต ณ จุดหนึ่งทำหน้าที่ตามปกติไปยังจุดเกิดปฏิกิริยาและถูกกำกับภายในปริมาตรของของเหลวภายใต้การพิจารณา นั่นคือ กำลังอัด - ค่าของความดัน ณ จุดที่กำหนดจะเท่ากันในทุกทิศทาง นั่นคือไม่ขึ้นอยู่กับมุมเอียงของแท่นที่ทำหน้าที่ ค่าของแรงดันน้ำ (ดูรูปที่ 1.1) ขึ้นอยู่กับความลึกของการแช่ ( ชม.) ของจุดที่พิจารณาในปริมาตรของเหลว ความถ่วงจำเพาะของของเหลว  และความดันในปริมาตรเหนือพื้นผิวอิสระ และคำนวณตามสมการพื้นฐานของไฮโดรสแตติกส์: , (1.1) โดยที่   - ความถ่วงจำเพาะของของเหลวเท่ากับผลคูณของความหนาแน่นและความเร่งของการตกอย่างอิสระ N/m 3 . ช รูปที่ 1.2 - แผนภาพ แรงดันน้ำ การแสดงกราฟิกของความสัมพันธ์ระหว่างความดันอุทกสถิตและความลึกของการแช่เรียกว่า แผนภาพความดัน(รูปที่ 1.2) แผนภาพของความดันไฮโดรสแตติกที่กระทำต่อผนังเรียบแนวดิ่ง ซึ่งอยู่ภายใต้ความดันของของเหลวที่มีความลึก ชม., มีการสร้างดังนี้. จุดตัดของระดับพื้นผิวของเหลวกับผนัง OA เป็นจุดกำเนิดของพิกัด บนแกนนอนซึ่งสอดคล้องกับทิศทางของความดันอุทกสถิต ความดันอุทกสถิตส่วนเกินจะถูกวางแผนในระดับที่เลือก และบนแกนตั้ง ความลึกที่สอดคล้องกันของของเหลว ชม.. จุดแรกจะถ่ายบนพื้นผิวของของเหลว โดยที่ ชม.= 0 และ = หน้า ก. จุดที่สองอยู่ที่ด้านล่างซึ่งความดัน จุดผลลัพธ์เชื่อมต่อกันด้วยเส้นตรง เป็นผลให้ได้ไดอะแกรมของแรงดันน้ำส่วนเกินบนผนังแนวตั้งแบนในรูปสามเหลี่ยม พล็อตของความดันสัมบูรณ์ถูกสร้างขึ้นในทำนองเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ แรงที่เกิดจากการกระทำของของไหลที่ผนังต่างๆมีความสำคัญมากกว่า ตัวอย่างเช่น แรงของความดันไฮโดรสแตติก ( ฉ) ของของเหลวบนผนังเรียบที่แช่อยู่ในของเหลว (ดูรูปที่ 1.1) เท่ากับผลคูณของพื้นที่ผิว สค่าความดันไฮโดรสแตติก ร กับที่ระดับความลึก ชม. ค การจุ่มจุดศูนย์ถ่วงของพื้นผิวที่พิจารณา: ดังนั้น แรงลัพธ์จึงประกอบด้วยสองส่วนคือ - ความแข็งแกร่ง ความดันในปริมาตรเหนือพื้นผิวว่าง: ; - ความแข็งแกร่ง ฉ คแรงกดน้ำหนักที่ความลึกของจุดศูนย์ถ่วง . ความกดดันร 0 นำไปใช้กับพื้นผิวอิสระจะถูกส่งไปยังทุกจุดของของเหลวตลอดปริมาตรในทุกทิศทางโดยไม่เปลี่ยนค่า(กฎของปาสคาล) นั่นคือเท่ากัน ณ จุดใด ๆ ในปริมาตรของของเหลวที่พิจารณา ดังนั้นส่วนประกอบ นำไปใช้ที่จุดศูนย์ถ่วง (จุด จาก) ของไซต์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ในทางตรงกันข้าม ความดันน้ำหนัก (ดูสูตร (1.1) และรูปที่ 1.1) เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความลึกของการแช่ ดังนั้นจุดของการประยุกต์ใช้ส่วนประกอบ ฉ ค(จุด ง) จะอยู่ที่กึ่งกลางของไดอะแกรมแรงดันเกิน (สามเหลี่ยม) ซึ่งอยู่ใต้จุดศูนย์ถ่วงของไซต์ จำนวนการเปลี่ยนแปลงจุด งเมื่อเทียบกับจุดศูนย์ถ่วงถูกกำหนดโดยสูตร , (1.3) ที่ไหน ฉัน กับ- โมเมนต์ความเฉื่อยของไซต์ S เทียบกับแกนที่ผ่านจุดศูนย์ถ่วง ม. 4 ชม. กับคือความลึกของการจมของจุดศูนย์ถ่วงของไซต์ m; สคือพื้นที่ของไซต์ภายใต้การพิจารณา m2 จุดที่ใช้แรงลัพธ์ ฉแรงดันน้ำอยู่ระหว่างจุด งและ ค. 1.4 อุปกรณ์ วิธีการทางเทคนิค และเครื่องมือ สำหรับงานในห้องปฏิบัติการ คุณต้องการ: - การติดตั้งสำหรับการทดลอง ไม่พบคำตอบสำหรับคำถามของคุณ? ดูที่นี่ ภาษารัสเซียที่ยิ่งใหญ่มีชีวิตและพัฒนา Change is a little life ทำไมต้องเปลี่ยนโรงเรียน “คนไม่แข็งแกร่งนั้นดีที่สุด แต่ซื่อสัตย์