Obiectiv - ilustrare a fluxului de lichid într-o conductă și determinarea numărului Reynolds și pentru laminari modurile de mișcare turbulentă.
1. teorie și calcul formule de bază
Character vitezele de deplasare și a gazului depinde de raportul de forțe de inerție care acționează asupra firului și frecarea internă.
Acest raport este determinat de valoarea numerică a unui complex adimensional, numit număr sau numărul Reynolds (Re).
,
aici u - viteza; d - diametrul conductei; n - coeficient de vâscozitate cinematică.
Pentru conductele non-secțiune transversală circulară
unde R - raza hidraulică a secțiunii. -
Schimbarea condițiilor de trafic apar brusc, la o valoare discontinuă critică a numărului Reynolds. Cu toate acestea, numărul critic depinde de condițiile experimentale și, prin urmare, există două valori ale numerelor: inferior (Rekr.n) și superioară (Rekr.v). La numere Re
atunci când Rekr.n Pentru majoritatea instalațiilor tehnice și dispozitivele care funcționează în condiții normale de producție, valorile critice ale numărului Reynolds: Dacă valoarea Re sub 2300 circulație în tuburi este stratificat sau laminară, caracterizat prin aceea că fluxuri separate de fluid în mișcare, în paralel unul cu altul fără a se intersecteze. Dacă valoarea Re ≈ 4000 de mișcare în conducte are un caracter turbulent sau de rotație. Acest tip de mișcare zuetsya natura neregulată, mișcare aleatoare a particulelor de fluid prin traiectoriile înfășurare, continuu care se intersectează. Când procesul de curgere laminară de fluxuri interschimbarea este foarte lentă, numai datorită difuziei moleculare. mișcare turbulentă, dimpotrivă, se caracterizează prin fluxuri individuale de amestecare foarte viguroase și rapide de curgere între ele, Înțeles ReynoldsaRe = 2300 numit critic, iar viteza corespunzătoare - viteza critică. Evident, pentru fiecare diametru de țeavă, există viteza critică pentru fiecare fluid. Din Reynolds structura arată că caracteristica mișcare turbulentă fluxuri mari se deplasează cu viteze mari, adică având forțe de inerție semnificative. Invers, o mișcare laminară se observă în fluxuri mici, care curge cu viteză mică, în care forțele de frecare internă predomină asupra forțelor de inerție. Aproape o mișcare laminară avem de a face cu mișcarea lichidelor vâscoase - ulei, ulei, Advan-in straturi subtiri sem. Laminară și turbulentă poate observa ca apa din tubul de sticlă prin introducerea într-un flux firicel de vopsea. trickle Vopsite trece prin conducta, aproape nici o apă de spălare la viteze mici. Odată cu creșterea treptată a vitezei are loc atunci când schimbă prelingerea mișcarea caracterului, vopseaua începe să se amestecă rapid cu întreaga masă de apă în mișcare, un trickle vopsite ca atare, încetează să mai existe (Figura 7). Fig. 7. Două tipuri de curgere a fluidului în conducta: a) laminară, b) o turbulent Acest punct corespunde trecerii de la laminar la mișcare turbulentă, adică Valoarea critică a numărului Reynolds. Măsurarea cu măsurarea vasului și care curge cronometru consumul de apă, puteți determina valoarea vitezei critice cu formula unde - debitul de apă; w - zona transversală tub secțiune în m 2; V - volumul dimensional al navei, în m 3; T - timpul de umplere în câteva secunde. Știind că numărul Reynolds critic = 2300, viteza critică poate fi determinată de teoretic: Cinematic viscozitate n de apă la diferite temperaturi sunt prezentate în Tabelul. 1. Cu o experiență de implementare atentă valoare de viteză Crit CAL obținută ar trebui să coincidă cu calculat teoretic. 2. Descrierea instalației Instalația constă dintr-un rezervor de presiune (6) cu o capacitate de 75 l, în interiorul căruia există două partiții (2) și (7). Atașat la rezervorul de presiune un tub din sticlă transparentă (9). La capătul tubului este montat un ventil cu ac (10) pentru reglarea vitezei fluidului. Rezervorul este alimentat cu apă de la robinet printr-o conductă (1), prevăzut cu un robinet. Deasupra recipientului instalat rezervor de presiune (4) cu lichidul nuanțate din care se introduce un tub de sticlă fină (8) lichid nuanțate în fluxul principal. alimentare cu cerneală este controlată cu ajutorul macaralei de sticlă (5) amplasat sub rezervorul de cerneală. Temperatura apei se măsoară cu ajutorul unui termometru cu mercur (3). Din dic-peratures măsurate sunt vâscozitatea cinematică la masă. 1.
Fig. Schema 8. Montarea
Pentru a determina fluid care trece prin acesta volumetric de curgere, tubul de sticlă și un cronometru este cutia de capăt (1). În funcție de înălțimea coloanei de lichid este determinată de cantitatea de grafică.
3. Ordinea de performanță
Înainte de a începe lucrul rezervorul de apă (6) și tubul de sticlă (9) umplut cu apă de la robinet. În acest ușor deschide supapa cu ac (10) pentru îndepărtarea aerului din tubul de sticlă.
La începutul experimentului prin deschiderea supapei de ac (10), apa este trecută prin tubul de sticlă, la o viteză redusă prin alimentarea cu cerneală și a observat laminar de film.
Treptat, cresterea debitului apei prin supapă cu ac priotkryvaniya vizual set-punct de curgere cursă pen laminar pentru curgerea turbulentă.
Din volumul măsurat și timpul măsurat de cronometru, determină debitul de apă în laminară și modul de tranziție de Lami în staționar turbulentă se înregistrează cu o temperatură a apei măsurate termometru cu mercur.
Conform măsurătorilor determinate de:
a) viteza medie de curgere
b) viscozitatea cinematică;
c) numărul Reynolds
.
În plus, deschiderea în mare măsură supapa cu ac (10), se observă mișcarea turbulentă dezvoltată se înregistrează datele experimentale. Ulterior, experimentele au fost efectuate în sens invers. Treptat închiderea valvei (10) setați timpul de tranziție a turbulente mișcare TION în laminară și debit măsurat din nou în timpul modului tranzitoriu.
Folosind formulele de mai sus, valoarea critică se determină viteza de cal-apă în ambele cazuri. Comparând valorile obținute din experiența cu viteza critică calculată teoretic.
Raportul privind activitatea desfășurată în formularul de mai jos.
DECLARAȚIA DE LUCRU DE LABORATOR № 2
MODURI DE MOTION ȘI anumită valoare critică FLUID a vitezei în apă în conducta
Student Nume Grup
Perioada de funcționare
1. Schema de montare
2. Context:
diametru trubyd sticlă _____ mm;
capacitate bakaV dimensională _____ m3.
3. Revista de observare
Întrebări pentru auto-control
model de curgere 1.Chem diferite în curgerea laminară și turbulentă a fluidului în conducte?
2. Ceea ce se numește viteza critică?
3. Care sunt numerele critice Reynolds și semnificațiile lor?
4. Conceptul de coeficient de vâscozitate cinematică și dinamică a dimensiunii lor.
5. Efectul temperaturii și un fel de fluid la modul său de conducere.
Laborator № 3
STUDIU ecuația Bernoulli
Scop - ilustrare pe experiența ecuației lui Bernoulli, care exprimă legea de conservare a energiei pentru fluidul de-a lungul fluxului.