![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •1. Определение коэффициента теплового расширения жидкости
- •2. Измерение плотности жидкости ареометром
- •3. Определение вязкости вискозиметром Стокса
- •4. Измерение вязкости капиллярным вискозиметром
- •5. Измерение поверхностного натяжения сталагмометром
- •Лабораторная работа № 2 измерение гидростатического давления
- •Лабораторная работа № 3 изучение структуры потоков жидкости
- •Лабораторная работа № 4 определение режима течения
- •Лабораторная работа № 5 иллюстрация уравнения бернулли
- •Лабораторная работа № 6 определение местных потерь напора
- •Лабораторная работа № 7 определение потерь напора по длине
- •Приложения
- •Приложение е Методика определения периода времени
Министерство науки и образования РФ Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный архитектурно строительный университет»
Кафедра гидравлики и теплотехники
Е.А. Крестин
Журнал лабораторных работ по гидравлике Часть 1. Портативная лаборатория «Капелька»
Самара 2012
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТИ
Цель работы: ________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Теория вопроса:______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Описание опытной установки
Рис.1. Схема устройства №1:
1-________________________________________________,
2-________________________________________________,
3-________________________________________________,
4-________________________________________________,
5-________________________________________________
Порядок выполнения работы
1. Определение коэффициента теплового расширения жидкости
Термометр 1 имеет стеклянный баллон с капилляром, заполненные термометрической жидкостью, и шкалу. Принцип его действия основан на тепловом расширении жидкостей. Варьирование температуры окружающей среды приводит к соответствующему изменению объема термометрической жидкости и ее уровня в капилляре. Уровень указывает на шкале значение температуры.
Коэффициент
теплового расширения термометрической
жидкости определяется в следующем
порядке на основе мысленного эксперимента,
т.е.
предполагается, что
температура
окружающей среды повысилась от нижнего
(нулевого) до
верхнего
предельных значений термометра и уровень
жидкости в капилляре возрос па величину
.
Подсчитать
общее число градусных делений
в
шкале термометра
и измерить расстояние
между крайними
штрихами
шкалы.
Вычислить
приращение объема термометрической
жидкости
,
где r - радиус капилляра термометра.
С
учетом
начального (при 0 °С) объема термометрической
жидкости W
найти значение коэффициента теплового
расширения
и
сравнить его со справочным значением
(табл. 1.1).
Значения используемых величин
занести в
таблицу 1.2.
2. Измерение плотности жидкости ареометром
Этот метод определения плотности основан на измерении объёма тела, которое плавает на поверхности жидкости. Глубина погружения ареометра является мерой плотности жидкости и считывается со шкалы по верхнему краю мениска жидкости вокруг ареометра.
Ареометр 2 представляет собой пустотелый цилиндр с миллиметровой шкалой и грузом в нижней части. Благодаря грузу ареометр плавает в исследуемой жидкости в вертикальном положении. На ареометр действуют две силы: сила тяжести G = mg (где m – масса ареометра) и архимедова подъёмная сила R = ρgW (где W = hπd2/4 – объём погруженной части ареометра; h – глубина погружения ареометра), которые равны по величине и противоположно направлены G = R или
mg = ρghπd2/4,
откуда
ρ = 4m/hπd2.
В ходе работы выполнить следующие операции:
1. Измерить глубину погружения h ареометра по миллиметровой шкале на нем.
2. Вычислить плотность жидкости по формуле
ρ = 4m/hπd2.
3. Сравнить опытное значение плотности ρ со справочным значением ρ* (см. табл. 1.1). Значения используемых величин свести в таблицу 1.3.
3. Определение вязкости вискозиметром Стокса
Этот
метод определения вязкости основан на
измерении скорости медленно движущихся
в жидкости небольших тел сферической
формы. При движении шара диаметром d
и плотностью ρш в вертикальной
трубе диаметром D,
которая заполнена исследуемой жидкостью
с плотностью ρ, на него действуют три
силы: сила тяжести G
=
,
архимедова подъёмная сила R=
и сила сопротивления, экспериментально
установленная Стоксом, F
= 3πνdρV, (где ν –
кинематический коэффициент вязкости;
V - скорость шарика).
При равномерном движении шара G
= R + F
или
=
+ 3πνdρV,
откуда
ν = gd2τ(ρш/ρ – 1)/18l[1 + 2,4(d/D)],
где τ – время прохождения шариком расстояния l.
Выражение в квадратных скобках (коэффициент стеснения) учитывает влияние стенок трубы и шарика на его скорость и коэффициент сопротивления.
В ходе выполнения работы выполнить следующие операции.
1. Повернуть устройство № 1 в вертикальной плоскости на 180º и зафиксировать секундомером время t прохождения шариком расстояния между двумя метками в приборе 3. Шарик должен падать по оси емкости без соприкосновения со стенками. Опыт выполнить три раза, а затем определить среднеарифметическое значение времени t.
2. Вычислить опытное значение кинематического коэффициента вязкости жидкости
ν = gd2τ(ρш/ρ – 1)/18l[1 + 2,4(d/D)],
где g – ускорение свободного падения;
d, D - диаметры шарика и цилиндрической емкости соответственно;
ρ, ρш,- плотности жидкости и материала шарика соответственно.
3. Сравнить опытное значение коэффициента вязкости ν с табличным значением ν* (см. табл.1.1). Значения используемых величин свести в таблицу 1.4.