Практикум по напорной гидравлике и гидромашинам учебное пособие

• Название: Практикум по напорной гидравлике и гидромашинам учебное пособие
• Дата: 31.03.2023
• Размер: 4.09 Mb.
• Имя файла: virtualnyj-laboratornyj-praktikum_color.docx
• Тип: Практикум; #1027990
• страница: 23 из 31

Дополнительная информация по управлению виртуальной моделью (см. рис. 21)

Имитационная лабораторная работа выполнена в виде самостоятельной трехмерной графической программы. После запуска исполняемого файла лабораторной работы осуществляется загрузка графических элементов в память компьютера, по завершению чего на экране отобразится виртуальное пространство лабораторной работы (см. рис. 21).

Перемещение вида (виртуальной камеры) осуществляется с помощью мыши или клавиатуры. Для перемещения вида в плоскости экрана необходимо навести указатель мыши к краям экрана (рис. 24). Также, перемещение камеры в плоскости экрана можно осуществлять с помощью клавиш курсора (клавиш со стрелками) или текстовых клавиш

«W», «A», «S», «D» (рис. 25).



Рис. 24. Перемещение виртуальной камеры в плоскости экрана с помощью мыши





Рис. 25. Перемещение виртуальной камеры в плоскости экрана клавишами

Приближение/отдаление виртуальной камеры осуществляется с помощью колеса мыши (или с помощью клавиш «+»/«–»). Вращение колеса вперед приближает камеру к лабораторному стенду, а вращение колеса в обратную сторону отдаляет камеру от стенда (рис. 26).






Рис. 26. Перемещение виртуальной камеры перпендикулярно плоскости экрана с помощью колеса мыши
По умолчанию при запуске программы установлен тип трубки с сужением в средней части. Для изменения типоразмеров необходимо навести указатель мыши на стеклянный участок трубопровода (объект на экране отобразится белым цветом) и кликнуть левой кнопкой мыши (см. рис. 23). Изменять тип трубопровода можно только при отсутствии воды в установке.

Для наполнения лабораторной установки водой необходимо навести указатель мыши на кран подачи воды (объект на экране отобразится ярким цветом) и кликнуть левой кнопкой мыши, после чего произойдет наполнение лабораторной установки водой.

После наполнения лабораторной установки водой станет доступным для изменения положения кран регулирования расхода воды.

Изменение расхода воды осуществляется с помощью левой и правой кнопок мыши. Вначале необходимо навести указатель мыши на кран изменения расхода воды (объект на экране отобразится ярким цветом) и в зависимости от требуемого действия (открытие или закрытие) нажать и удерживать левую или правую кнопку мыши (рис. 27).

Для изменения угла наклона трубопровода необходимо навести указатель мыши и кликнуть левой ее кнопкой по одной из трех отметок, обозначающих соответствующий угол наклона на специальном устройстве-транспортире (рис. 28).



Рис. 27. Изменение расхода воды с помощью мыши

Рис. 28. Устройство для изменения угла наклона трубопровода Измерение расхода воды в лабораторной установке осуществляется

путем замера времени наполнения мерного бака. Для перехода к замеру расхода воды следует навести указатель мыши на переливное устройство (объект на экране отобразится ярким цветом) и кликнуть левой кнопкой мыши (рис. 29).



Рис. 29. Устройство для перелива воды в мерный бак
После поворота переливного устройства на экране отобразится секундомер и начнется наполнение мерного бака водой (рис. 30). В зависимости от текущего расхода воды наполнение мерного бака осуществляется до определенной отметки – 10, 20, 40, 60 и 80 литров.




Рис. 30. Замер расхода воды
После наполнения мерного бака водой переливное устройство автоматически возвращается в исходное положение, а на экране отображается зафиксированное время наполнения и объем воды в мерном баке. Для выхода из режима замера расхода следует навести указатель мыши на циферблат секундомера и кликнуть левой кнопкой мыши.

Снятие показаний с пьезометров и скоростных трубок осуществляется с помощью миллиметровой шкалы на стенде (рис. 31), на котором закреплены семь пар стеклянных трубок. Каждая пара трубок включает пьезометр (левая трубка) и скоростную трубку (правая трубка).

Рис. 31. Пара измерительных трубок: пьезометр и скоростная трубка Точное снятие показаний с измерительной трубки осуществляется

путем наведения перекрестия (в центре экрана) в центральную точку свободной поверхности воды измерительной трубки. Колебания отметки жидкости в стеклянной трубке должны осуществляться в обе стороны (вверх и вниз) от перекрестия.

Измеренный расход воды, а также показания пьезометров и скоростных трубок заносятся в табл. 10 лабораторной работы.

Для сброса всех параметров лабораторной работы можно воспользоваться специальной функциональной кнопкой, расположенной в левом верхнем углу экрана. Для выхода из программы можно воспользоваться функциональной кнопкой, расположенной в правом верхнем углу экрана, либо нажав на клавишу ESCAPE. Выход из программы сопровождается контрольным диалоговым окном (рис. 32) подтверждения выхода (во избежание ситуации непреднамеренного выхода из программы).



Рис. 32. Диалоговое окно подтверждения выхода из программы


73



Таблица 10

Результаты измерений и вычислений по лабораторной работе № 9

№ п/п

Наименования и обозначения измеряемых и вычисляемых величин

Ед. изм.

Результаты измерений и вычислений

1

Номера сечений

–

I‒I

II‒II

III‒III

IV‒IV

V‒V

VI‒VI

VII‒VII

2

Геометрические высоты центров тяжести сечений zi

м

3

Отметки уровней воды в пьезометрах, т. е. гидростатические напоры zi + pi/ρg

м

4

Отметки уровней воды в скоростных трубках, т. е. полные напоры Hi = zi + pi/ρg + Ui2/2g

м

5

Пьезометрические высоты hpi =pi/ρg

м

6

Скоростные высоты hui = Hi – (zi + pi/ρg)

м

7

Потери полного напора на пути между соседними живыми сечениями ℎWi− i+1 = 𝐻i − 𝐻i+1

м

8

Суммарные потери полного напора ℎW(1−7) = 𝐻1 − 𝐻7

м

9

Расстояние между сечениями li

м

10

Объем воды в мерном баке W

м3

11

Продолжительность наполнения объема в мерном баке t

с

12

Расход воды в трубопроводе Q=W/t

м3/с

13

Диаметр сечения di

м

14

Площадь сечения Si = πdi 2/4

м2

15

Средняя скорость движения воды υi= Q/Si

м/с

16

Скоростная высота, отвечающая средней скорости υi 2/2g

м

17

𝑈 2 𝑣2 2 𝑖 −2𝑖 𝑔 𝑔 Относительное отклонение скоростных высот 2 · 100 𝑈𝑖 2𝑔

%

18

Координата сечений по длине трубопровода

м

Основные контрольные вопросы к лабораторной работе № 9

1. 
   Поясните геометрический смысл слагаемых уравнения Д. Бернулли.
   
2. 
   Поясните энергетический смысл слагаемых уравнения Д. Бернулли.
   
3. 
   Как называется коэффициент α, входящий в уравнение Д. Бернулли для потока реальной жидкости, что он учитывает, от чего зависит его величина и каков его физический смысл?
   
4. 
   Объясните, чем обусловлены потери полного напора и каков их энергетический смысл.
   
5. 
   Поясните, что понимают под термином «удельная энергия».
   
6. 
   Объясните термины «местная скорость» и «средняя скорость» и укажите, как определяют эти скорости.
   
7. 
   Поясните, что такое скоростная трубка (трубка Пито) и прибор Пито ‒ Прандтля.
   
8. 
   Поясните, что такое линия полного напора и пьезометрическая линия; что будут представлять собой эти линии при равномерном движении реальной жидкости.
   
9. 
   Что понимают под термином «живое сечение потока жид- кости»?
   
10. 
    Охарактеризуйте движение жидкости на пути между сечениями
    

I‒I…VII‒VII, исходя из классификации движений жидкости.

Рекомендуемая литература к лабораторной работе № 9 [1–6].