Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по гидравлике. Бабкин В.Ф., Журавлева И.В
401-2021
Техническая механика жидкости
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ по гидравлике для обучающихся по направлениям
08.03.01и 08.04.01 «Строительство»,
20.03.02«Природопользование и водопользование»
испециальностей:
23.05.01«Наземные транспортно-технологические средства»,
08.05.01«Строительство уникальных зданий и сооружений»
20.05.01«Пожарная безопасность»
всех форм обучения
Воронеж 2021
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра гидравлики, водоснабжения и водоотведения
Техническая механика жидкости
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ по гидравлике для обучающихся по направлениям
08.03.01и 08.04.01 «Строительство»,
20.03.02«Природопользование и водопользование»
испециальностей:
23.05.01«Наземные транспортно-технологические средства»,
08.05.01«Строительство уникальных зданий и сооружений»
20.05.01«Пожарная безопасность»
всех форм обучения
Воронеж 2021
УДК 532.1+532.5(072) ББК 30.123я7
Составители: В. Ф. Бабкин, И. В. Журавлева
Техническая механика жидкости: методические указания к выполнению лабораторных работ по гидравлике/ ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: В. Ф. Бабкин, И. В. Журавлева. − Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021. − 37 с.
Изложен ход проведения лабораторных работ; измерительные приборы и оборудование, постановка гидравлических экспериментов, выполнение гидравлических расчётов и обработка экспериментальных данных.
Предназначены для студентов по направлению 08.03.01 и 08.04.01 «Строительство», 20.03.02 «Природопользование и водопользование», специальностей: 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений», 20.05.01 «Пожарная безопасность» всех форм обучения.
Ил. 10. Табл. 9. Билиогар. 5 назв.
УДК 532.1+532.5(072) ББК 30.123я7
Рецензент − Е. П. Евсеев, канд. физ-мат. наук, директор ООО «Мелн»
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
2
ВВЕДЕНИЕ
В методических указаниях дана последовательность выполнения лабораторных работ по гидравлике на оборудовании, имеющемся в гидравлической лаборатории ВГТУ.
Выполнение лабораторных работ способствует лучшему усвоению теоретического курса и пониманию физической сущности гидравлических законов. В ходе проведения лабораторных работ приобретаются навыки в обращении с измерительными приборами и оборудованием, постановке гидравлических экспериментов, в выполнении гидравлических расчетов и обработке экспериментальных данных.
При подготовке к каждой работе студент должен самостоятельно во внеаудиторное время изучить теорию по лекциям и рекомендованной литературе; ознакомиться по методическим указаниям с целью работы, описанием лабораторной установки, порядком выполнения работы, подготовить письменный отчет с пустыми бланками расчетных таблиц. Во время лабораторной работы студенты отвечают на контрольные вопросы, обсуждают порядок выполнения работы и затем выполняют ее.
Преподаватель заблаговременно проверяет готовность студента к выполнению предстоящей лабораторной работы.
Студент, не подготовившийся к работе, к ее выполнению не допускается. Результаты экспериментов заносятся в заготовленные заранее бланки,
результаты исследований обрабатываются, строятся графики и формулируется вывод.
Готовые отчёты по лабораторным работам студент предоставляет преподавателю для проверки с теоретическим собеседованием по каждой работе.
Отчет по лабораторной работе должен быть кратким и ясным и содержать следующие разделы:
1.Цель работы.
2.Основные теоретические сведения и расчётные формулы.
3.Схему установки с описанием и принципом работы.
4.Порядок проведения эксперимента и обработки результатов.
5.Расчетные таблицы, графики и вывод.
3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
Тема для изучения при подготовке к работе: Физические свойства жидкостей и газов.
1.1. Цель работы
Измерение вязкости вискозиметром Энглера и изучение зависимости вязкости жидкости от температуры.
1.2. Приборы
Вискозиметр Энглера с электрическим подогревом; секундомер, два термометра, мерный стакан ёмкостью 200 см3.
1.3. Краткие теоретические сведения
При очень малых скоростях движение всякой жидкости имеет слоистый характер: частицы, непосредственно прилегающие к стенкам трубы или канала, остаются неподвижными, частицы ближайшего слоя потока медленно скользят по ним. Частицы следующего слоя скользят немного быстрее и так далее - до оси трубы или свободной поверхности открытого потока, где наблюдается наибольшая скорость. Ни одна частица не испытывает никаких поперечных смещений, ни одна частица не может покинуть того слоя, в котором она движется (подобный режим движения называется ламинарным).
Опыт показывает, что такое спокойное, упорядоченное движение происходит все же не вполне свободно. Скольжение одного слоя жидкости по другому встречает определенное сопротивление: в жидкости обнаруживается внутреннее трение. Это свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее частиц называется вязкостью.
В соответствии с законом вязкого трения Ньютона сила внутреннего трения dT, возникающая между движущимися слоями жидкости (рис. 1), расположенными на бесконечно близком расстоянии dy друг от друга, прямо пропорциональна разности скоростей слоев dV и площади поверхности их соприкосновения dS и обратно пропорциональна расстоянию между слоями dy:
4