Самостоятельная работа. НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ГОРНЫЙ»

 

Кафедра транспорта и хранения нефти и газа

 

Отчёт по лабораторной работе №2

 

 

по дисциплине: Гидромеханика

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

 

Тема:

«Определение режимов движения жидкости»

 

Выполнил: студент гр. ЭХТ-11-1 _______________ /Новожилов М.А./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

 

 

Дата: ___________________

 

 

Проверил: доцент __________ / Воронов В.А/

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

 

Cанкт - Петербург

Цель работы: визуальное наблюдение движения жидкости в стеклянной трубке и вычисление критерия Рейнольдса для наблюдаемых режимов (опытным путём определить режим течения жидкости).

Теоретический материал.

Если отдельные слои струи жидкостей или газа перемещаются не смешиваясь между собой, то режим называется ломинарным.

Если частицы жидкостей движутся хаотично и течения сопровождаются массобмено между слоями (струйками), то называется турбулентным.

Число Рейнольца – это безразмерный комплекс величин отображающий взаимодействие инерции и силы трения.

Для движения флюидов потоков в круглых трубках существует критическое число Рейнольца, показывающее переход от ломинарному состоянию к турбулентному.

 

Rкр = 2320

 

Описание установки

Для визуального наблюдения в поток жидкости вводится подкрашенная жидкость, которая при ламинарном режиме движется в виде отдельной струйки, а при турбулентном размазывается в потоке.

Прибор состоит из двух металлических баков 2и 9, соединённых стеклянной трубкой 13; 1,4 и 8 – краны для регулировки подачи воды; 12 – водомерное стекло; 10 – разделительная перегородка; 6 – термометр; 14 – отсекатель.

Расчётные формулы используемые в работе

1) ( )

где z высота жидкости в баке

F – площадь бака

где Wi – объем воды в мерном бачке при i-ом измерении, см3

2) Расход воды

где ti – время заполнения бачка при i – ом измерении, сек

 

 

3) Средний расход воды в каждом из опытов

4) Кинематический коэффициент вязкости вычисляется методом интерполяции по формуле

где Q - измеренное значение температуры воды;

Qi, Q i+1 – температура;

ni и n i+1 – значения кинематических коэффициентов вязкости воды, соответствующие значениям температур Qi и Q i+1.

5) Число Рейнольдса для каждого из режимов вычисляется по формуле:

или

где V – средняя скорость движения жидкости или газа, d - диаметр трубы, p - плотность жидкости или газа, и m - динамический и кинематический коэффициент вязкости жидкости или газа.

Опытные и расчётные данные

S = 7,7 дм2 = 770 см2

D = 55 мм = 5,5 см

 

№	№ изм.	t, сек	tcр, сек	W, дм2	Q, см3/с	Qср, см3/с	O,C	Oср,С	, см2/с	Re	Режим движ.
		11,0	11,2	7,7			4,5	4,3	0,0124		Ломин
	11,3
				7,7		193,6	2,5	2,43	0,0124		Турбул
	40,5		2,6
	39,5		2,2
				7,7			1,8	1,53	0,0124		Турбул
		285,2	1,5
			1,3
				7,7					0,0124		Турбул

 

Пример вычисления:

см2/с

 

Самостоятельная работа

1)Вычислить скорость воды в трубе при котором происходит изменение режима течения.

см/с

2.) Определить как изменится скорость, если d=165мм, при температуре 40С

Для первого опыта:

при 40С v = 0,006

см/с

Для второго опыта:

см/с

Для третьего опыта:

см/с

Для четвёртого опыта:

см/с

3) Вычислить скорость воздуха в трубе, если его температура 40С, а d=80мм, при критическом режиме

см/с

 

Вывод: в данной лабораторной работе проводились опыты по изучению режимов движения жидкости, в результате проведения вычислений числа Рейнольдса для четырёх опытов, можно сделать вывод, что во всех опытах (кроме первого) режим движения жидкости является турбулентным, так как числа Рейнольдса для них больше значения 2320.