3. Порядок выполнения работы

1. Наполнить резервуар водой и замерить температуру воды Т.

2. Регулируя расход жидкости краном, установить любую разность показаний пьезометров (следить, чтобы струя была непрерывной).

3. Измерить время t, в течение которого в мерный сосуд поступит объем воды.

4. Используя результаты измерений и вычислений по (5), (6), (7), определить опытные значения _оп, _оп.

5. По эмпирической формуле Пуазейля (2) с учетом (1) определить расчетные значения _расч., _расч.

6. Определить отклонение экспериментального значения коэффициента кинематической вязкости _оп от расчетного _расч., вычисленного по эмпирической формуле Пуазейля.

Результаты измерений и вычислений занести в табл. 1.

Таблица 1

№

h, м

t, с

C, н

Q, м3/с

оп, н∙c/м2

оп, м2/с

V, м/с

Re

T, C

расч., м2/с

расч., н∙c/м2

оп, %

Лабораторная работа №2 ламинарный и турбулентный режим движения жидкости

1. Сущность и цель работы

Как показывают наблюдения, при медленном течении жидкости в трубах и каналах частицы движутся параллельно стенкам, не перемешиваясь. Если ввести в поток подкрашенную струйку жидкости, то она будет двигаться, не размываясь, параллельно стенкам. Такой режим течения жидкости, при котором она движется струйками, без перемешивания, называется ламинарным режимом. При ламинарном режиме между струйками происходит сравнительно слабое взаимодействие, обусловленное молекулярным обменом.

По мере увеличения скорости движения потока окрашенная струйка жидкости, введенная в поток, начинает искривляться, колебаться и размываться. При дальнейшем увеличении скорости вся жидкость перемешивается и равномерно окрашивается. Такой режим движения жидкости, характеризующийся наличием поперечных и продольных пульсаций скорости и полным перемешиванием жидкости, называется турбулентным режимом.

Установлено, что закономерность явлений, происходящих в потоке жидкости, существенно зависит от режима течения. Другими словами, ламинарному режиму присущи одни закономерности и расчетные формулы, турбулентному – другие. Поэтому важно уметь определить режим течения жидкости.

Количественной характеристикой режима движения жидкости является безразмерное число Рейнольдса

,

где V – средняя скорость живого сечения;

d – диаметр трубы;  – кинематический коэффициент вязкости жидкости.

Число Рейнольдса имеет определенный физический смысл – оно является мерой отношения сил инерции к силам вязкости в потоке жидкости.

Опытами установлено, что если Re < 2320, то имеет место ламинарный режим течения, а при Re > 4000 течение жидкости обычно турбулентное.

В переходной области (2320Re4000) турбулентный режим еще развивается и имеет переменную, возрастающую интенсивность.

Целью настоящей работы является визуальное наблюдение различных (ламинарного, переходного и развитого турбулентного) режимов течения жидкости в гладкой трубе и определение значений числа Рейнольдса, соответствующих наблюдаемым режимам течения.