Схема установки и методика измерений

2015-12-07

303

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 12

Баки; 3 – перегородка; 4, 5 – опытные каналы; 6 – щель; 7 – решётка; 8 – уровнемерная шкала Рисунок 3.1 - Схема устройства №3

Для проведения работы с устройством №3 выполнить действия:

1) Создать в канале 4 течение жидкости (рисунок 4.1,а) при произвольном наклоне устройства №3 от себя.

2) Измерить время t перемещения уровня воды в баке на некоторое расстояние S и снять показания термометра Т, находящегося в устройстве №1 или другого.

3) Рассчитать число Рейнольдса по порядку, указанному в таблице 3.1.

4) Повернуть устройство №3 в его плоскости на 180° (рисунок 4.1,б) и выполнить операции по пунктам 2 и 3.

5) Сравнить полученные значения чисел Рейнольдса между собой и затем на основе сравнения с критическим значением числа Рейнольдса сделать вывод о режиме течения

6) Заполнить таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Таблица расчёта числа Рейнольдса и определения вида течения жидкости

А = 21 см; В = 4 см; d = 1,4 см; ω = 2,5 см²p=730 мм.рт.ст. W=25%

Наименование величин	Обозначения, формулы	№ опыта

Изменение уровня воды в баке, см	S
Время наблюдения за уровнем, с	t
Температура воды, °С	T
Кинематический коэффициент вязкости воды, см²/с		0,00965	0,00965
Объём воды, поступившей в бак за время t, см³	W=ABS
Расход воды, см³/с		12,5
Средняя скорость течения в канале, см/с			33,6
Число Рейнольдса
Название режима течения	Re (<>) Re_кр=2300	ламинарное	турбулентное

Re₁ < 2300 => течение ламинарное;

Re₂ > 2300 => течение турбулентное.

С трубой и вентиляторами проводится три эксперимента замера местных скоростей потока в поперечном сечении круглой трубы.

Вентиляторы; 5 – исследуемая труба; 6 – шайба статического давления; 7 – координатник с мерной линейкой; 8 – трубка Пито; 9 – микроманометр с наклонной трубкой.

Рисунок 3.2 - Схема установки

Установка (рисунок 3.2) представляет собой четыре вентилятора 1,2,3,4, соединенных последовательно и параллельно, два шибера ш1, ш2 для переключения потоков, исследуемую трубу 5 диаметром 5 см, шайбу статического давления 6, трубку Пито 8 на координатнике 7 с мерной линейкой, микроманометр с наклонной трубкой 9.

1) Перед проведением опытов на установке измерить температуру, барометрическое давление и влажность воздуха. По полученным результатам с помощью номограмм определить плотность воздуха ρ и коэффициент кинематической вязкости ν.

2) Установить на микроманометре 9 требуемый коэффициент к_м

3) Последовательно передвигая координатник с трубкой Пито измерять l_м на расстояниях r = 0, 5, 10, 15, 20, 23 мм от оси трубы 5 в следующих продувках:

I. – включены вентиляторы 1 и 2, шибер ш1 открыт, шибер ш2 закрыт;

II. – включены вентиляторы 1,2 и 3, шибер ш1 открыт, шибер ш2 закрыт;

III. – включены все вентиляторы, оба шибера открыты.

Результаты занести в протокол измерений.

Таблица 3.2 - Протокол измерений

t = 22°C; p = 730 мм.рт.ст; влажность =25%; ρ = 1,15 кг/м³; ν = 1.52·10^-5 м²/с; k_м = 0,2

№	r, мм	l	u, м/с	V_ср, м/с	Re	№	r, мм	l	u, м/с	V_ср, м/с	Re	№	r, мм	l	u, м/с	V_ср, м/с	Re
I			14,31	12,9		II			21,86	19,3		III			26,25	23,86
		14,19			21,46			26,12
		13,95			21,38			25,59
		13,57			20,98			24,78
		12,39			19,55			22,39
		9,6			15,67			17,13

Обработка результатов

Во время опытов заполняются столбцы значений l_м, а затем рассчитываются местные скорости u. Средние скорости V_ср получают в результате графической обработки результатов.

По измеренным данным l_м рассчитывают местные скорости согласно формуле (4.1).

(4.1),

где l_м подставляют в мм водяного столба.

На миллиметровой бумаге строят эпюры скоростей для всех трех опытов в одинаковых масштабах. Определяют площадь полученных эпюр и рассчитывают среднюю скорость потока по формуле (4.2)

(4.2),