Гидравлика. Сборник лабораторных работ. Методические указания дл. Методические указания для студентов очного обучения направления 551800 технологические машины и оборудование

• Название: Методические указания для студентов очного обучения направления 551800 технологические машины и оборудование
• Дата: 26.09.2018
• Размер: 0.61 Mb.
• Имя файла: Гидравлика. Сборник лабораторных работ. Методические указания дл.doc
• Тип: Методические указания; #51661
• страница: 2 из 6

УКАЗАНИЯ К выполнению работы

При решении задач по гидростатике прежде всего нужно хорошо усвоить и не смешивать такие понятия, как давление и сила .

При решении задач на определение давления в той или иной точке неподвижной жидкости следует пользоваться основным уравнением гидростатики (2.1). Применяя это уравнение, нужно иметь в виду, что второй член в правой части этого уравнения может быть как положительным, так и отрицательным. Очевидно, что при увеличении глубины давление возрастает, а при подъеме — уменьшается.

Необходимо твердо различать давления абсолютное, избыточное и вакуум и обязательно знать связь между давлением, удельным весом и высотой, соответствующей этому давлению (пьезометрической высотой).

При решении задач, в которых даны поршни или системы поршней, следует писать уравнение равновесия, т. е. равенство нулю суммы всех сил, действующих на поршень (систему поршней).

В задачах на относительный покой жидкости в общем случае следует учитывать действие двух массовых сил: силы тяжести и силы инерции переносного движения — и использовать основное свойство поверхностей уровня, в том числе свободной поверхности жидкости. Положение свободной поверхности в сосуде при заданной угловой скорости вращения определяется объемом находящейся в нем жидкости. При этом используют формулу объема параболоида вращения

, (2.9)

где R — радиус основания параболоида; Н — высота. Если угловая скорость вращения достаточно большая, то силой тяжести жидкости можно пренебречь и повышение давления определять по формуле (2.8).

3. Объекты и средства выполнения работы

Объектом исследования является цилиндрическая оболочка с жидкостью, основные параметры которой приведены в таблице 1.

Для выполнения работы студент должен иметь линейку, карандаш, лист миллиметровой бумаги, ПЭВМ.

4. Задание на работу

• Рассчитать минимальную угловую скорость вращения оболочки, при которой жидкость не будет выплескиваться из сосуда;

• 
  Рассчитать минимальную угловую скорость вращения оболочки, при которой жидкость не будет соприкасаться с валов диаметром d;
  
• 
  Рассчитать минимальную угловую скорость вращения оболочки, при которой сорвется верхняя крышка. Закрепленная на сосуде с усилием P.
  

5. Порядок выполнения работы

1. 
   Изучить общие положения гидростатики.
   
2. 
   В соответствии с вариантом задания произвести расчеты согласно п.4
   

6. Отчет по работе

Отчёт по работе должен включать :

• 
  исходные данные;
  
• 
  краткие сведения из теории;
  
• 
  основные расчётные зависимости;
  
• 
  полученные результаты расчета;
  
• 
  выводы по работе.
  

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

1. Цель и задачи работы

Цель работы—изучение теоретических основ гидродинамики применительно к исследованию истечения жидкости через отверстия и насадки.

2. Основные теоретические положения

В процессе истечения жидкости происходит преобразование потенциальной энергии жидкости в кинетическую.

Из уравнения Бернулли легко выводится выражение для скорости истечения:

, (2.1)

где Н - расчетный напор, который в общем случае равен сумме геометрического и пьезометрического напоров, т. е.

, (2.2)

- коэффициент скорости, определяемый как

. (2.3)

Здесь - коэффициент Кориолиса; — коэффициент местного сопротивления.

Расход жидкости при истечении через отверстия, насадки, и дроссели и клапаны определяется произведением скорости истечения на площадь сечения струи. Однако последняя часть бывает меньше площади отверстия вследствие сжатия струи. Поэтому вводится коэффициент сжатия

, (2.4)

где и — площади сечения струи и отверстия.

Отсюда расход равен

. (2.5)

Вместо расчетного напора Н часто используется расчетный перепад давления и вместо (2.5) пишут:

. (2.6)

Истечение жидкости может происходить либо в газовую среду, например в атмосферный воздух, либо в среду той же жидкости. В последнем случае вся кинетическая энергия струи теряется на вихреобразования.

Отверстием в тонкой стенке называется отверстие, диаметр которого больше толщины стенки . В этом случае коэффициент расхода и другие коэффициенты однозначно определяются числом Рейнольдса, а в приближенных расчетах обычно принимают: ; ; ; ; .

При внешнем цилиндрическом насадке, который представляет собой короткую трубу, приставленную к отверстию снаружи, или при отверстии, диаметр которого в 2...6 меньше толщины стенки , возможны два режима истечения: безотрывный и отрывный. Коэффициенты при 1-м режиме в приближенных расчетах обычно принимают ; ; .

При 2-м режиме коэффициенты ничем не отличаются от истечения через отверстие в тонкой стенке.

Внутренний цилиндрический насадок — это короткая трубка, приставленная к отверстию изнутри. Возможны два режима истечения аналогично предыдущему, но с другими значениями коэффициентов:

при 1-м режиме ; .

при 2-м режиме .

Сопло, или коноидальный насадок, обеспечивает плавное безотрывное сужение потока внутри насадка и параллельно-струйное течение на выходе. Для сопла в расчетах можно принимать: ; .

Диффузорный насадок с закругленным входом, применяемый в особых случаях, имеет коэффициент расхода, изменяющийся в широких пределах в зависимости от угла конусности и степени расширения диффузора. Приближенно коэффициент сопротивления такого насадка может бы определен как сумма коэффициентов сопротивления сопла и диффузора, а коэффициент расхода можно определи по , положив .