2.2. Послідовність виконання роботи

2.2.1. Накреслити в масштабі переріз через який протікає рідина (повітря).

2.2.2. Виміряти у 20-25 характерних точках швидкість рідини (повітря), що протікає.

2.2.3. Розбити переріз на 5-6 зон із наближено сталою швид­кістю і нанести їх на рисунок з значенням швидкості.

2.2.4. Розрахувати значення витрат, середньої швидкості і коефіцієнта Коріоліса.

2.2.5. Зробити висновки з роботи.

Запитання для самоконтролю

1. Поняття лінії течії, елементарного потоку.

2. Визначення витрат рідини.

3. Поняття коефіцієнта Коріоліса, його фізичний зміст.

4. Визначення витрат і середньої швидкості течії рідини.

Лабораторна робота № 3

Режим руху рідини і поле швидкостей

Мета роботи – візуальне спостереження і розрахунок режимів руху рідини, визначення числа Рейнольдса і побудова графіка розпо­ділу швидкостей.

3.1. Теоретичні відомості

Існує два режими руху рідини: ламінарний, при якому окремі еле­ментарні потоки, переміщуючись, не змішуються між собою, і турбулент­ний, коли елементарні потоки інтенсивно й безладно перемішуються.

Дослідами встановлено, що ламінарний потік переходить у турбу­лентний залежно від критичної безрозмірної величини, яка названа чис­лом Рейнольдса:

, (3.1)

де v – швидкість потоку; d – діаметр трубопроводу; υ – кінема­тична в'язкість; D – гідравлічний діаметр (для некруглих трубопро­водів).

Число Рейнольдса можна подати у вигляді:

, (3.2)

де ρ – густина рідини; μ – динамічна в’язкість.

З останнього виразу стає ясним фізичний зміст числа Рейнольдса R_e – відношення подвоєного гідродинамічного тиску до дотичної на­пруги.

Значення числа Рейнольдcа R_e, що відповідає переходу ламі­нарного режиму в турбулентний і навпаки, називається критичним. Експериментальними дослідами встановлено, що для труб круглого перерізу значення R_{e кр} становить від 1000 до 2320. При розрахунках треба користуватися загальноприйнятим R_{e кр}=2320.

Зміна режиму руху, коли досягнуто R_{e кр}, зумовлена тим, що один режим втрачає стійкість, а інший – набуває. Якщо R_e < R_{e кр}, ламінарний рух є стійким. Штучна турбулізація потоку загашається впливом в’явкості, і ламінарний рух відновлюється. Якщо R_e > R_{e кр}, турбулентний рух стійкий.