Московский государственный университет путей сообщения (миит)

Институт транспортной техники и систем управления

Кафедра «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»

Г.Б.Гусев, А.Е. Казанцев

ГИДРОГАЗОДИНАМИКА

Часть I

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине

«Гидрогазодинамика»

Москва - 2013

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Институт транспортной техники и систем управления

Кафедра «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»

Г.Б.Гусев, А.Е. Казанцев

ГИДРОГАЗОДИНАМИКА

Часть I

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к лабораторным работам для студентов специальности «Промышленная теплоэнергетика».

МОСКВА – 2013

УДК 621.22

Г-96

Гусев Г.Б., Казанцев А.Е. ГИДРОГАЗОДИНАМИКА. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Гидрогазодинамика». Часть I. – М: МИИТ, 2013, - 24 с.

Методические указания соответствуют рабочей программе для специальности ПТЭ. Указания предназначены для выполнения студентами курса лабораторных работ по дисциплине «Гидрогазодинамика»

© Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 2013

Лабораторная работа №1. Изучение состояния относительного покоя жидкости во вращающемся сосуде

Цель работы: Экспериментальное определение координат свободной поверхности жидкости в свободно вращающемся сосуде.

Теоретические основы работы.

Если жидкость помещена во вращающийся сосуд, то на каждую её частицу действуют, в общем случае, не только силы инерции, силы давления и силы тяжести, но также и центробежные силы и силы трения. Благодаря силам трения, стенки вращающегося сосуда увлекают за собой жидкость и через некоторое время вся жидкость начинает вращаться вместе с сосудом с одинаковой угловой скоростью. Жидкость при этом находится в состоянии покоя по отношению к стенкам сосуда (состояние относительного покоя).

Как показывают теоретические исследования, образующаяся при вращении свободная поверхность жидкости, имеет вид параболоида. Поэтому, линия пересечения вертикальной плоскости, проходящая через ось вращения сосуда, со свободной поверхностью жидкости в сосуде является параболой, которая определяется следующим соотношением:

Z = (ω²/2g) · r² (1.1)

где Z- расстояние произвольной точки параболы свободной поверхности жидкости в метрах, отложенное от точки минимума параболы вдоль оси вращения сосуда;

ω– угловая скорость вращения сосуда, рад/сек;

g– ускорение свободного падения, м/сек²;

r– расстояние от данной точки параболы до оси вращения сосуда, м.