Лабораторная работа по гидравлике - Определение режима движения жидкости - файл n1.doc

Лабораторная работа по гидравлике - Определение режима движения жидкости
скачать (187 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc187kb.06.07.2012 23:33скачать

n1.doc

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ

Факультет полиграфической техники и технологии

Кафедра "Материаловедение"

Дисциплина "Перенос энергии и массы, основы теплотехники и аэрогидродинамики"

Отчет

по учебно-исследовательской (лабораторной) работе №7


Тема: Определение режима движения жидкости.

Выполнила: студентка -
3
курса очной-заочной формы обучения,




Дата выполнения:

«12» апреля 2009 года

Москва 2009

Введение


Для выполнения лабораторной работы № 7, предварительно изучив теоретическую часть, определили ее основные цели и сформулировали их. Зная цели, мы сформулировали задачи, по достижению которых мы сможем добиться поставленных целей. Зная как должно проходить исследование, мы обосновываем методы исследования. Описали результаты, полученные в ходе пуска установки, рассчитали необходимые параметры, объясняя при этом ход своих рассуждений. Все расчеты поместили в приложение к лабораторной работе, чтобы не загромождать описание результатов. Занесли данные, полученные в ходе измерений и расчетов в таблицы. Сделали выводы по проделанной работе.

Цель (цели) работы


  1. Наблюдение за различными режимами движения жидкости в трубе и определение числа Рейнольдса.

Задачи (этапы) исследования


  1. Включить пуск воды в напорный бак

  2. Открыть главный вентиль на определенное количество делений

  3. Открыть вентиль пуска красящей жидкости

  4. Наблюдать режим движения жидкости и записать в протокол

  5. Измерить среднюю скорость (как минимум 2 раза)

  6. Записать в протокол температуру воды

  7. Повторить предыдущие пункты не менее 2 раз для каждого режима

  8. Вычислить вычисляемые параметры и записать их в протокол

Объект (объекты) исследования (краткая характеристика)


Виртуальная установка для определения режима движения жидкости.

Разработчик: Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий, кафедра ПиАПП.


Метод (методы) исследования (краткая характеристика)


Пуски лабораторной установки, измерение значений наблюдаемых параметров, расчет вычисляемых параметров.

Результаты и их обсуждение


Провели испытания по задачам исследования 1-7 на виртуальной лабораторной установке, изображенной на рис.1.



Рисунок 1 Виртуальная установка для определения режима движения жидкости.
В ходе этого экспериментально установили среднюю скорость движения жидкости v [м/с], визуально определили режим течения жидкости, измерили время ? – время таймера [с], за которое вытекает определенный объем V - объем набранной воды [м3]. Записали при какой температуре t оС проходило исследование. Занесли полученные параметры в Таблицу №1 «Результаты, полученные в ходе наблюдении и вычислений».

Расчетная часть лабораторной работы:

1. Сначала определяем объемный расход жидкости, вычисляя его по формуле

Q=V/? ,

где V – объем набранной воды [м3], ? – время таймера [с].

Объемный расход жидкости показывает, какое количество жидкости протекает через площади живого сечения в единицу времени и измеряется в м3/с. (Приложение П.1.). Определили объемный расход для каждого режима, занесли результаты в табл.№1 «Результаты, полученные в ходе наблюдении и вычислений».





опыта

Результаты наблюдений

Вычисленные величины

Степень откр. вентиля

Режим

d,

м

V,

м3

?,

с

t,

оС

S,

м2

Q,

м3

v,

м/с

?,

м2

Re

vкр,

м/с

1

0,1

Ламин.

0,026

0,5

10,91

20

0,0005

0,046

92

0,0101

236,83

901,23

10,95

10,93

2

0,2

Ламин.

0,026

1

10,2

20

0,0005

0,099

192

0,0101

494,26

901,23

10,08

10,12

10,133

3

0,4

Перех.

0,026

1

4,708

20

0,0005

0,215

430

0,0101

1106,93

901,23

4,666

4,583

4,652

4

0,5

Перех.

0,026

1

3,625

20

0,0005

0,271

542

0,0101

1395,25

901,23

3,666

3,791

3,694

5

0,7

Турб.

0,026

1

2,666

20

0,0005

0,383

766

0,0101

1971,88

901,23

2,625

2,541

2,611

6

0,9

Турб.

0,026

1

2,125

20

0,0005

0,480

960

0,0101

2471,29

901,23

2,041

2,083

2,083

Таблица №1. Результаты, полученные в ходе наблюдении и вычислений.


2. Теперь рассчитываем среднюю скорость движения жидкости, используя следующее отношение:

V=Q/S,

где S – живое сечение потока, т.е. сечение, расположенное нормально к направлению движения жидкости, м/с. (Приложение П.2) и заносим данные в табл.№1.

3. Критерий режима движения (число Рейнольдса), характеризуемый отношением сил инерции к силам внутреннего трения, определяется соотношением

Re= vd/? ,

где d – внутренний диаметр трубы, м;

v – средняя скорость движения жидкости в потоке, м/с;

? - кинематический коэффициент вязкости в потоке.

При температуре t=20 оС, кинематический коэффициент вязкости в потоке ?=0,0101 м2/с. (Приложение П.3). Рассчитали значение и занесли данные в табл.№1.

4. Необходимо рассчитать скорость движения, при которой происходит смена режимов, критическую скорость. Критическая скорость зависит от диаметра трубопровода и коэффициента вязкости жидкости

Vкр=Reкр*?/d,

где Reкр – критическое число Рейнольдса.

В ходе расчетов установили, что Vкр=2320*(0,0101/0,026)=901,23 м/с.

Занесли результат в табл.№1.

Выводы


Провели лабораторную работу, в ходе которой научились определять режимы движения жидкости. Рассчитали следующие параметры: живое сечение потока; объем жидкости, протекающей через площадь живого сечения в ед. времени; среднюю скорость движения жидкости; кинематический коэффициент вязкости. Наблюдая за движением жидкости, визуально определили режимы их движения, а затем рассчитали для каждого из них число Рейнольдса. Установили критическую скорость для испытуемой жидкости Vкр=901,23 м/с.

Список использованных источников


  1. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 2000, 750 стр.

Приложение


П1.

Сначала определяем объемный расход жидкости, вычисляя его по формуле

Q=V/? ,

где V – объем набранной воды [м3], ? – время таймера [с].

  1. Для ламинарного режима:

Q1=0,5/10,93=0,046 м3/с;

Q2=1/10,133=0,099 м3/с;

2) Для переходного режима:

Q1=1/4,652=0,215 м3/с;

Q2=1/3,694=0,271 м3/с;

3) Для турбулентного режима:

Q1=1/2,611=0,383 м3/с;

Q2=1/2,083=0,480 м3/с.

Записываем полученные результаты в табл.1

П2.

Рассчитываем среднюю скорость движения жидкости, используя следующее отношение:

V=Q/S,

где S – живое сечение потока, т.е. сечение, расположенное нормально к направлению движения жидкости, м/с.

S=?r2=?*d2/4=3.14*0.0262/4=0.0005 м2

  1. Для ламинарного режима:

V1=0,046/0,0005=92 м/с;

V2=0,096/0,0005=192 м/с;

  1. Для переходного режима:

V1=0,215/0,0005=430 м/с;

V2=0,271/0,0005=542 м/с;

  1. Для турбулентного режима:

V1=0,383/0,0005=766 м/с;

V2=0,480/0,0005=960 м/с;

Занесли результаты в табл.№1.

П3.

Определяем критерий режима движения (число Рейнольдса) по формуле

Re= vd/? ,

При температуре t=20 оС, ?=0,0101 м2/с.

  1. Для ламинарного режима:

Re1=92*0,026/0,0101=236,83

Re2=192*0,026/0,0101=494,26

  1. Для переходного режима:

Re1=430*0,026/0,0101=1106,93

Re2=542*0,026/0,0101=1395,25

  1. Для турбулентного режима:

Re1=766*0,026/0,0101=1971,88

Re2=960*0,026/0,0101=2471,29

Занесли результаты в табл.№1

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации