- •Министерство образования и науки
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Порядок выполнения и оформления работ
- •2. Погрешность измерений
- •Лабораторная работа №1 определение коэффициента вязкости жидкости
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №2 ламинарный и турбулентный режим движения жидкости
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы.
- •Лабораторная работа № 3 опытная демонстрация уравнения бернулли
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы.
- •Лабораторная работа№4
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 5 определение потери напора в прямой трубе
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы.
- •Лабораторная работа № 6 экспериментальное определение коэффициентов местных сопротивлений
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 7 истечение из отверстий и насадков при постоянном напоре
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 8 истечение из отверстий и насадков при переменном напоре
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 9 определение коэффициента фильтрации
- •1. Сущность и цель работы
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •Часть I (гидростатика), часть II (гидродинамика)
2. Погрешность измерений
При измерениях тех или иных величин могут иметь место погрешности трех видов:
1) грубые, промахи вследствие описки, неправильного использования измерительного прибора, несоответствия размерностей величин при вычислениях и т.п.;
2) систематические погрешности как следствие неточности постоянных прибора (смещение нуля, наличие воздуха в подводящих трубках пьезометров и т. п.);
3) случайные погрешности, вызванные неточностью отсчетов в ту или другую сторону, неизбежно допускаемые наблюдателем.
Погрешности первых двух видов могут быть снижены до минимума при соответствующем внимании исполнителя, контроле записей и выверке инструментов.
Снижение случайных погрешностей достигается повторностью измерений. Обычно при проведении учебных лабораторных работ ограничиваются двух- трехкратными замерами и определяют среднеарифметический результат.
Например, взят трижды отсчет уровня воды по пьезометру Н1, Н2 и Н3. Среднее значение уровня будет
.
Абсолютная погрешность каждого измерения:
Н1 = Н1 - Н; Н2 = Н2 - Н; Н3 = Н3 - Н.
Средняя погрешность результата
.
Относительная погрешность
Лабораторная работа №1 определение коэффициента вязкости жидкости
1. Сущность и цель работы
Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу частиц. Вязкость различных жидкостей характеризуется динамическим коэффициентом вязкости , Пас или кинематическим коэффициентом вязкости , м2/с, связь между которыми выражается формулой
=, (1)
где – плотность жидкости
С увеличением температуры вязкость капельной жидкости уменьшается (в отличие от вязкости газа). Для воды справедлива эмпирическая формула Пуазейля:
(2)
где T– температура в градусах Цельсия.
Для определения вязкости жидкости применяют вискозиметры различных типов: ротационные, капиллярные, вискозиметр Энглера и т.п. В капиллярных вискозиметрах коэффициент вязкости определяют, используя движение жидкости через трубу малого диаметра, течение которой носит строго ламинарный характер (Re <2320)
При ламинарном режиме потеря напора h в прямой круглой трубе определяется формулой Гагена-Пуазейля:
(3)
где – удельный вес жидкости;
Q – обьемный расход;
R и l – радиус и длина трубы.
Отсюда коэффициент динамической вязкости
. (4)
Потеря напора h для горизонтальных труб постоянного сечения может быть измерена пьезометрами, а расход Q объемным методом.
Таким образом, чтобы определить динамический коэффициент вязкости жидкости надо замерить расход Q и разность показаний пьезометров h. Остальные параметры (4) являются постоянными вискозиметра.
Целью настоящей работы является определение динамического и кинематического коэффициентов вязкости воды.
2. Описание установки
Капиллярный вискозиметр (рис.1) состоит из широкого напорного резервуара 1, горизонтальной трубки 2 с краником 3, пьезометров 4, мерного цилиндра 5.
Рис. 1 |
Расход жидкости определяют объемным методом
(5)
где W – объем мерного цилиндра, заполненный за время t .
Подставив (5) в (4) и, обозначая постоянную вискозиметра
(6)
получим
; (7)
Для подтверждения области существования ламинарного режима движения жидкости в трубке необходимо убедиться, что число Рейнольдса
(8)
где
– средняя скорость. (9)