Определение режима течения жидкости. Цель работы: Целью работы является ознакомление студентов с ламинарным и турбулентным режимами движения жидкости, с основными сведениями об аналитических расчетах критических скоростей движения потока жидкости.

Выполнить лабораторную работу:

Определение режима течения жидкости.

Цель работы: Целью работы является ознакомление студентов с ламинарным и турбулентным режимами движения жидкости, с основными сведениями об аналитических расчетах критических скоростей движения потока жидкости.

Описание лабораторной установки:

Установка (рис. 2.2) состоит из напорного бака 1, стеклянной трубки 2, мерного бака 3, бака с красящей жидкостью 4, капилляра для подачи красящего вещества 5. Наполнение бака водой производится из водопровода через кран 6. Уровень жидкости в напорном баке 1 поддерживается постоянным благодаря сливной перегородке 10, через которую жидкость переливается в карман, соединенный с канализацией. Стеклянная трубка 2 имеет размеры 20 х 1,25 мм. Температура воды в баке замеряется термометром 12. Красящее вещество из бака 4 поступает во входное отверстие стеклянной трубы по капилляру 5 с регулирующим краном 7. Для изменения скорости жидкости стеклянная трубка имеет кран 8. Мерный бак снабжен шкалой для измерения объема стекающей жидкости.

Рис. 2.2

Порядок проведения работы.

1. Открывается кран 6, наполняется водой напорный бак 1.

2. Открывается кран 9 для слива воды в канализацию.

3. Краном 8 устанавливается минимальная скорость движения воды в стеклянной трубке.

4. Краном 7 пустить красящее вещество в стеклянную трубку. Если струйка жидкости, выходящая из капилляра 5, не размывается основным потоком жидкости, то движение будет ламинарным.

5. Краном 8 увеличиваем скорость жидкости в трубе 2 до окрашивания всего потока. В этом случае ламинарный режим переходит в турбулентный.

6. Измеряют температуру жидкости в напорном баке термометром 12 и определяют объём жидкости в мерном баке и время, в течение которого этот объем вытекает.

Объем жидкости в мерном баке V=2,1*10^-3 м³

Температура жидкости t = 23°С

Время, в течение которого вытекает объем V: τ₁ = 45 с, τ₂ = 24 с

При вычислении числа Рейнольдса использовать следующую формулу 

где  μ - коэффициент динамической вязкости воды (справочные данные).

Диаметр трубопровода:

наружный d_нр = 20 мм;

внутренний d_вн = d_нр - 2 × δ = 20 - 2 × 1,25 = 17,5  мм; 

Рабочая жидкость: вода;

Плотность рабочей жидкости при 23°С:  ρ = 1000 кг/м³