راهنمای آزمایشگاه اندازه گیری فشار هیدرولیک. هیدرولیک آزمایشگاهی. توضیحات دستگاه بررسی خواص فیزیکی مایعات

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه تولیاتی دانشگاه دولتی

مؤسسه مهندسی عمران گروه آبرسانی و فاضلاب

دستورالعمل های روش شناسی

برای کارهای آزمایشگاهی در رشته "هیدرولیک"

برای مشاور تحصیلی

تولیاتی 2007

دستورالعمل انجام کارهای آزمایشگاهی ............................................ ..........................................
توضیحات پایه هیدرولیک جهانی GS - 3 ...................................... .............
کار آزمایشگاهی شماره 1
تعیین ضریب ویسکوزیته آب ...................................... ......................
کار آزمایشگاهی شماره 2
مطالعه قوانین حرکت سیال....................................................................................
کار آزمایشگاهی شماره 3
مطالعه رژیم های حرکت سیال ................................ ...................... .....................................
کار آزمایشگاهی شماره 4
مطالعه مدل فیزیکی تغییرات فشار در خط لوله در صورت نشتی
آب ................................................ ................................................ .......................................................... ......
کار آزمایشگاهی شماره 5
بررسی پارامترهای خط لوله بر روی یک مدل فیزیکی ...................................... .........................
کار آزمایشگاهی شماره 6
تعیین ضریب اصطکاک هیدرولیکی یک لوله .......................................... .............
کار آزمایشگاهی شماره 7
تعیین مقدار ضریب مقاومت موضعی شیر ......................................
کار آزمایشگاهی شماره 8
تعریف مقاومتخط لوله................................................ ......... ................
نمونه ای از گزارش................................................ ...................................................... ................................ ................

UDC 532.5 (533.6)

دستورالعمل کار آزمایشگاهی در رشته "هیدرولیک" برای دانشجویان تخصص های ساختمانی تمام وقتآموزش. / Comp. کالینین A.V.، Lushkin I.A. – تولیاتی: TSU، 2006.

اهداف، اهداف و برنامه کار آزمایشگاهی مشخص شده است، دستورالعمل هایی برای آماده سازی برای کار و اجرای آنها ارائه می شود.

بیمار 12. جدول 8. کتابشناسی: 5 عنوان.

گردآوری شده توسط: Kalinin A.V., Lushkin I.A. ویراستار علمی: Vdovin Yu.I.

مورد تایید بخش تحریریه و انتشارات شورای روش شناسی موسسه.

© دانشگاه ایالتی تولیاتی، 2007

دستورالعمل کارهای آزمایشگاهی

اساس دوره مورد مطالعه، کسب مهارت های اولیه در رهبری توسط دانشجویان است کار تحقیقاتی، درک نتایج تحقیقات آزمایشگاهی، ارائه و دفاع از نتایج به دست آمده. کارهای آزمایشگاهی در آزمایشگاه های اداره آبرسانی و فاضلاب انجام می شود. در طول کار، دانش آموز این فرصت را دارد که پدیده های رخ داده در مایع را ببیند و مطالعه کند، اندازه گیری کند مقادیر فیزیکی، بر روش شناسی تنظیم آزمایش ها مسلط است، در پردازش داده های به دست آمده در نتیجه آزمایش و ارائه نتایج تحقیق مهارت کسب می کند. در طول کار آزمایشگاهی، دانش آموز باید استفاده از ابزار اندازه گیری را بیاموزد.

قبل از کار آزمایشگاهیدانش دانش آموز نظارت می شود مطالب نظریدر مورد موضوع تحقیق تجربی. کنترل توسط مشاور تحصیلی در قالب آزمون انجام می شود. دانش آموز در صورت پاسخ صحیح به 40 درصد سوالات آزمون مجاز به انجام کار آزمایشگاهی می باشد.

در کارهای آزمایشگاهی شماره 4 و 5 دانشجو باید قبل از انجام مطالعه تجربی پارامترهای مدل فیزیکی را محاسبه کند. نتایج محاسبات به مشاور دانشگاهی ارائه می شود. در صورتی که دانش آموز محاسبات را کامل نکرده باشد، دانشجو مجاز به شرکت در مطالعه تجربی نیست.

نتایج مطالعه تجربی در قالب یک گزارش ارائه شده است. این گزارش شامل: هدف کار، نمودار نصب، فرمول های محاسباتی اساسی، جداول اندازه گیری و محاسبات، نمودارها، نتیجه گیری است. نتایج مطالعه پس از بررسی توسط مشاور تحصیلی، در طراحی خط لوله کوتاه استفاده می شود.

توضیحات پایه هیدرولیک جهانی GS - 3

پایه هیدرولیک جهانی (نگاه کنید به شکل 1) برای کارهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی در نظر گرفته شده است که هدف آن مطالعه قوانین حرکت سیال است. پایه هیدرولیک در گروه مهندسی حرارت و موتورهای حرارتی دانشگاه آیرودینامیک ایالتی سامارا ساخته شده است.

عناصر اصلی پایه هیدرولیک:

دستگاه فشار و گیرنده؛

منطقه کار؛

پمپ؛

دستگاه های اندازه گیری

روی قفسه 4 یک مخزن فشار 2 وجود دارد که از فولاد ضد زنگ به شکل یک کره ساخته شده است. مخزن فشار دارای یک لوله خروجی 3 است که قسمت کار 15 با استفاده از یک مهر و موم به آن متصل می شود.

آب از پمپ 9 وارد خط فشار می شود که دریچه 8 باز شود، در طول آزمایش، شیر تغذیه 6 و شیر تخلیه 7 باید بسته شوند. جریان آب از طریق محل کار توسط شیر 18 در خروجی از منطقه کار و شیر 8 تنظیم می شود.

برنج. 1. نمودار پایه هیدرولیک

دستگاه گیرنده یک مخزن 22 است که به خط تخلیه 12 متصل است. یک مخزن اندازه گیری 20 در بالای مخزن گیرنده روی کنسول 10 برای اندازه گیری جریان آب نصب شده است. یک سینی 11 روی کنسول نصب شده است که برای جمع آوری آب و تخلیه آن به مخزن اندازه گیری 20 استفاده می شود. در پایین مخزن اندازه گیری یک شیر 21 وجود دارد که توسط مکانیزم اهرمی کنترل می شود.

ابزارهای اندازه گیری با یک سپر پیزومتریک 13 نشان داده می شوند که هفت لوله شیشه ای روی آن نصب شده است. فشار اضافی در مخزن فشار با فشارسنج استاندارد 1 اندازه گیری می شود. هنگام اندازه گیری جریان آب، همزمان با بسته شدن شیر در پانل کنترل 5، کرونومتر برقی روشن می شود. پس از پر کردن حجم معینی از مخزن اندازه گیری با آب (3 لیتر)، تماس سوئیچ سطح بسته می شود و کرونومتر برقی به طور همزمان متوقف می شود.

پایه هیدرولیک در یک مدار بسته با پمپاژ آب از مخزن تغذیه، تخلیه آن به مخزن دریافت و تامین آن تحت فشار به مخزن تغذیه عمل می کند.

کار آزمایشگاهی شماره 1 تعیین مقدار ضریب ویسکوزیته آب

1. هدف کار: تعیین تجربی ضریب ویسکوزیته و چگالی آب در دمای معین. نتایج تجربی برای محاسبه خط لوله کوتاه استفاده می شود.

2. برنامه کاری:

2.1 ویسکوزیته آب را در دمای معین با استفاده از ویسکومتر Engle تعیین کنید

2.2. چگالی مایع را با هیدرومتر اندازه گیری کنید. 2.3 ویسکوزیته دینامیکی مایع آزمایش را تعیین کنید.

3. شرح تنظیمات آزمایشگاهی و ابزار اندازه گیری

ویسکومتر انگلر(شکل 2) از یک استوانه فلزی 1 با کف کروی با سوراخ تشکیل شده است. سوراخ با میله 2 بسته می شود. هنگام مطالعه وابستگی تغییر ویسکوزیته مایع به دما، سیلندر در حمام آب 3 با گرمایش آب قابل تنظیم قرار می گیرد.

شکل 2. ویسکومتر انگلر

اصل عملکرد هیدرومتر (نگاه کنید به شکل 3) مبتنی بر استفاده از قانون ارشمیدس است که بر اساس آن نیروی ارشمیدس به صورت عمودی به سمت بالا بر روی جسمی که در یک مایع قرار گرفته است عمل می کند. بزرگی این نیرو به چگالی مایع بستگی دارد. هر چه چگالی مایعی که جسم در آن قرار می گیرد بیشتر باشد، نیروی ارشمیدس بیشتر خواهد بود که بدن را از مایع خارج می کند. می توان علائمی را به شکل شناور بر روی بدنه اعمال کرد که مربوط به مقادیر مختلف چگالی است و بسته به اینکه چنین "شناور" در بالای سطح مایع چقدر قابل مشاهده است، در مورد چگالی این مایع قضاوت کنید.

برنج. 3. آب سنج

4. دستور کار:

4.1. ≈ 250 سانتی متر مکعب از مایع آزمایش را در سیلندر 1 بریزید و ظرف اندازه گیری را زیر سوراخ قرار دهید.

4.2. با استفاده از میله 2، سوراخ سیلندر را باز کنید و همزمان کرونومتر را روشن کنید.

4.3. تعیین زمان τ 1 خروجی از یک سیلندر 200 سانتی متر مکعبی از مایع آزمایش در دمای اتاق. آزمایش را حداقل 3 بار تکرار می کنیم.

4.4. سیلندر را با احتیاط پاک کنید و با سوراخ پایین بسته به اندازه 250 سانتی متر داخل آن بریزید. 3 مایع مرجع (آب مقطر).

4.6. زمان انقضا τ را تعیین کنید 2 سیال مرجع

4.7. برای تعیین چگالی ρ، مایع مورد مطالعه را در یک فنجان اندازه گیری بلند بریزید. هیدرومتر را داخل شیشه پایین می آوریم و از مقیاس هیدرومتری برای تعیین چگالی مایع استفاده می کنیم.

4.8. میانگین زمان انقضا τ را تعیین کنید 1sr و τ2sr

τ av = τ " + τ " + ... + τ n , n

که در آن n تعداد اندازه گیری ها است. 4.9. محاسبه درجات انگلر

°E = τ 1sr.

τ 2sr

4.10. با استفاده از فرمول Ubelode ضریب ویسکوزیته سینماتیکی ν را تعیین می کنیم

ν = (0.0732° Oe- 0.0631° Oe).

4.11. ما ضریب ویسکوزیته دینامیکی μ را با استفاده از فرمول پیدا می کنیم

ν = μ ρ .

4.12. نتایج اندازه گیری ها و محاسبات در جدول 1 خلاصه شده است و هنگام محاسبه یک خط لوله کوتاه استفاده می شود.

جدول 1

5. نتیجه گیری

ویسکوزیته مایع آزمایش

	سانتی متر مربع
					s× سانتی متر

کار آزمایشگاهی شماره 2 مطالعه قوانین حرکت سیال

1. هدف کار: تأیید تجربی نتایج حاصل از مطالعه موضوع "مبانی دینامیک سیالات و سینماتیک"، کسب مهارت در ساخت یک خط فشار و یک خط پیزومتریک یک خط لوله کوتاه.

2. برنامه کاری:

2.1 فشار H را در سه نقطه از محور لوله تعیین کنید، افت فشار را پیدا کنید. 2.2 سرعت جریان را در محور لوله تعیین کنید.

2.3 نمودار تغییرات فشار کل H و فشار هیدرواستاتیک H p را در طول لوله رسم کنید.

3. توضیحات نصب.کارهای آزمایشگاهی در محوطه آزمایشگاه هیدرولیک اداره بهزیستی و خشونت انجام می شود. قسمت کار پایه هیدرولیک که کار روی آن انجام می شود یک لوله فلزی شیبدار با مقطع متغیر است (شکل 4). برای اندازه گیری فشار استاتیک و کل سیال، لوله های پیزومتریک و پیتوت در مقاطع 1-1، 2-2، 3-3، 4-4 و 5-5 نصب می شوند. جریان سیال در لوله توسط دریچه ای که در انتهای قسمت کاری پایه قرار دارد تنظیم می شود.

برنج. 4. نمودار منطقه کار پایه هیدرولیک

4. دستور کار:

4.1. نصب را روشن می کنیم.

4.2. شیر را در انتهای محل کار پایه باز کنید.

4.3. ما فاصله بین بخش های لوله l و مختصات z را در هر بخش اندازه می گیریم.

4.3. پس از بیرون آمدن حباب های هوا از لوله ها، قرائت پیزومتر را ثبت می کنیم

و لوله های پیتوت در تمام بخش ها.

4.4. نصب را خاموش کنید.

4.5. تعیین تلفات انرژی بین بخشها

h w 1− 2 = H 1 − H 2، h w 2− 3 = H 2 − H 3 و غیره،

جایی که h w 1 - 2 - کاهش فشار بین بخش‌های 1-1 و 2-2. h w 2 - 3 - کاهش فشار بین بخش‌های 2-2 و 3-3. H 1 , H 2 , H 3 - قرائت لوله پیتو در بخش های 1-1، 2-2 و 3-3.

4.6. فشار سرعت اندازه گیری شده را در هر بخش بیابید

		αυ2		- اچ

که در آن H i قرائت لوله پیتوت در بخش مربوطه است. H pi - قرائت لوله پیزومتریک در بخش مربوطه.

4.7. سرعت جریان در محور لوله را تعیین کنید

υ = 2 گرم υ .

4.8. نتایج تحقیق در جدول 2 ثبت شده است. جدول 2

			قطر لوله داخلی d، سانتی متر	قرائت لوله پیزومتریک H cm					سرعت محور لوله υ, cm/s		اندازه گیری سر پیزومتریک H cm
بخش شماره	Ordinatacmz،	فاصله بین بخش ها cml،			نشانه های لوله PitosmH،	از دست دادن فشار	فشار سرعت			کل headH اندازه گیری شد
			1. هدف کار: تعیین تجربی مقدار عدد رینولدز در طول انتقال از آرام به آشفته. تعیین حالت حرکت سیال مربوط به عدد Re بدست آمده هنگام محاسبه یک خط لوله کوتاه. 2. برنامه کاری: 2.1 جریان آرام مایع را در لوله برقرار کنید. 2.2 دستیابی به انتقال از آرام به آشفته. 2.3 عدد رینولدز مربوط به گذار از آرام به آشفته را تعیین کنید. 3. توضیحات نصب.قسمت کار پایه هیدرولیک برای این کار یک لوله شیشه ای با قطر 1 ثابت است (شکل 5). دستگاهی در ورودی لوله نصب شده است که از طریق آن رنگ یا هوا تحت فشار زمانی که شیر 3 باز است تامین می شود. سرعت حرکت آب توسط شیرهای 8 و 18 تنظیم می شود (توضیحات پایه هیدرولیک را ببینید). برنج. 5. نمودار منطقه کاری تاسیسات آزمایشگاهی 4. دستور کار: 4.1. پمپ را روشن می کنیم، از شیر 8 برای تنظیم حداقل فشار در مخزن تغذیه استفاده می کنیم که در آن حرکت آرام آب با سرعت کم در لوله شیشه ای برقرار می شود. 4.2. با باز کردن آهسته شیر 3 و تنظیم جریان آب از طریق لوله با دریچه 18، اطمینان حاصل می کنیم که رنگ در یک جریان نازک به موازات دیواره ها به لوله شیشه ای سرازیر می شود. 4.3. با افزایش فشار در مخزن تغذیه با شیر 8 به برقراری یک رژیم آشفته در لوله و تعیین زمان پر کردن مخزن اندازه گیری می پردازیم. 4.4. تعیین مصرف Q = V t، که در آن V حجم مخزن اندازه گیری، برابر با 3 لیتر است. t - زمان پر شدن مخزن، و سرعت حرکت مایع در لوله υ = Q S، که در آن S سطح مقطع شیشه است. 4.5. ما عدد رینولدز را تعیین می کنیم که در آن گذار از رژیم آرام به رژیم آشفته رخ می دهد Re = υ d ρ، که در آن d قطر لوله شیشه ای برابر با 1.7 سانتی متر است. ρ - چگالی مایع (به کار آزمایشگاهی شماره 1 مراجعه کنید). μ ضریب ویسکوزیته دینامیکی مایع مربوط به دمای مایع است استخوان t = 20 درجه سانتیگراد.

کار آزمایشگاهی هیدرولیک

در آزمایشگاه مجازی

رهنمودها

تایید شده توسط تحریریه و انتشارات

سامارا 2009

گردآوری شده توسط V.I. وسنین

UDC 532; 621.031

کار آزمایشگاهی روی هیدرولیک در آزمایشگاه مجازی: دستورالعمل ها / مقایسه. V.I. وسنین; SGASU. - سامارا، 2009. - 40 ص.

دستورالعمل ها برای تمام وقت و بخش های مکاتباتتخصص های دانشگاه: 290300، 290500، 290700، 290800، 291300، 291500، 330400 هنگام انجام کارهای آزمایشگاهی در درس "هیدرولیک" (سال دوم، ترم III-IV). بخش تمام وقتو سال چهارم، مکاتبات ترم هفتم).

اطلاعات لازم برای انجام کارهای آزمایشگاهی در موضوعات زیر ارائه شده است:

"فشار هیدرواستاتیک و قانون پاسکال"

"معادله برنولی برای حالت پایدار حرکت ناهموارمایعات"

"حالت های جریان سیال"

"مقاومت هیدرولیک"

جریان مایع از طریق سوراخ های کوچک در یک دیوار نازک و نازل ها با فشار ثابت به جو.

"چکش آبی".

سوالات آزمون برای کارهای آزمایشگاهی مشخص شده داده می شود.

نسخه آموزشی

سردبیر G.F. کنف

ویرایشگر فنی A.I. هوای بد

تصحیح کننده E.M. ایساوا

امضا برای انتشار در 20 ژوئیه 2009.

فرمت 60x84/16. کاغذ افست. چاپ افست.

ویرایش آکادمیک ل مشروط فر ل تیراژ 100 نسخه.

دانشگاه ایالتی سامارا معماری و مهندسی عمران

443001 سامارا، خ. Molodogvardeyskaya، 194

بخش عمومی

نسخه کامپیوتریآزمایشگاه مکانیک سیالات برای شبیه سازی کار آزمایشگاهی مطابق با برنامه رشته "هیدرولیک" طراحی شده است. این شامل یک واحد آزمایشگاهی برای هیدرواستاتیک و 5 واحد برای هیدرودینامیک است.

آزمایشگاه مجازیشامل یک تصویر کارتونی بر روی صفحه نمایش تاسیسات فعلی و یک مدل ریاضی از فرآیند فیزیکی مورد مطالعه است که محتوای صفحه را کنترل می کند.

این برنامه به شما امکان می دهد اندازه گیری پارامترهای یک فرآیند فیزیکی را با استفاده از ابزارهای مورد استفاده در آزمایش های هیدرولیک شبیه سازی کنید. در طول یک آزمایش کامپیوتری، برنامه انحراف تصادفی پارامتر اندازه گیری شده را بازتولید می کند، که امکان ارزیابی دقت اندازه گیری ها را با استفاده از روش های تجزیه و تحلیل آماری فراهم می کند.

هر یک از تاسیسات آزمایشگاهی از سه بخش تشکیل شده است:

1- نمودار نصب آزمایشگاهی مشابه آنچه در اینها نشان داده شده است دستورالعمل های روش شناختی;

2 - اطلاعات مربوط به برنامه، توصیف روش انجام این کار و حاوی داده های اولیه لازم، که تا حدی در نمودار نشان داده شده است.

3- انجام آزمایشی که در حالت کامپیوتری تعاملی انجام می شود.

این برنامه به شما امکان می دهد آزمایش ها را در حالت های مختلف انجام دهید.

Vilner Ya.M.، Kovalev Ya.T.، Nekrasov B.B. راهنمای مرجع در مورد هیدرولیک، ماشین های هیدرولیک و درایوهای هیدرولیک (سند)

باکانوف M.V.، Romanova V.V.، Kryukova T.P. پایگاه های داده سیستم های مدیریت پایگاه داده کارگاه آزمایشگاهی (مستند)

گایدوکویچ I.V.، Borodina T.A. اقتصاد سنجی. کارگاه آزمایشگاهی (مستند)

لوکینا I.G.، Zarubin D.P.، Kozlova L.V. شیمی کلوئیدی کارگاه آزمایشگاهی (مستند)

ابازین د.د. مدیریت سیستم های فنی کارگاه آزمایشگاهی (مستند)

کارگاه آزمایشگاهی در تخصص تعمیر و نگهداری و تعمیر تجهیزات شرکت های مهندسی مکانیک (کار آزمایشگاهی)

شاپووالوا E.V. کارگاه آزمایشگاهی شیمی عمومی و معدنی (مستند)

لوبانوف یو.و. کارگاه آزمایشگاهی FOE (سند)

کارگاه آزمایشگاهی - Lyubivaya L.S., Pavlova A.I. کارگاه آزمایشگاهی ژئودزی (کار آزمایشگاهی)

Gorlov Yu.P. کارگاه آزمایشگاهی فناوری مواد عایق حرارتی (مستند)

اوستریکوفسکی V.A. کارگاه آزمایشگاهی علوم کامپیوتر (مستند)

n1.doc

آژانس فدرال برای آموزش

موسسه فناوری بیسک (شعبه)

دولت موسسه آموزشی

آموزش عالی حرفه ای

"دانشگاه فنی دولتی آلتای

آنها I.I. پولزونوف"

A.I. روسلیاکوف، L.V. لومونوسوف

تمرین آزمایشگاهی

در مورد هیدرولیک، ماشین های هیدرولیک و درایوهای هیدرولیک
توصیه های روش شناختی برای انجام کارهای آزمایشگاهی

در دوره های "هیدرولیک"، "هیدرولیک و ماشین های هیدرولیک"،

"مبانی هیدرولیک و درایو هیدرولیک" برای دانشجویان رشته های تخصصی:

TM–151001، VUAS – 170104، AT – 190603، APKhP – 240706،

MAPP–260601، DVT–270109

انتشارات دانشگاه فنی دولتی آلتایآنها I.I. پولزونوا

داور: رئیس بخش MAHIPP BTI دانشگاه فنی دولتی آلتای

پروفسور کونیچان V.A.

این کار در بخش "تامین و تهویه گرما و گاز، فرآیندها و دستگاه های فناوری شیمیایی" تهیه شده است.

روسلیاکوف، A.I.

کارگاه آزمایشگاهیدر هیدرولیک، ماشین های هیدرولیک و هیدرولیک

درایوهای دوار: توصیه های روش شناختیبرای انجام کارهای آزمایشگاهی در دوره های "هیدرولیک"، "هیدرولیک و ماشین های هیدرولیک"، "مبانی هیدرولیک و درایو هیدرولیک" برای دانشجویان تخصص های زیر: TM -151001، VUAS - 170104، AT - 190603، APHP - 2406 -260601، TGV - 270109 / A.I. روسلیاکوف، L.V. لومونوسوف - جایگزین دولت فن آوری دانشگاه، BTI. – بیسک: انتشارات آلت. دولت فن آوری Univ., 2009. – 137 p.
کارگاه آزمایشگاهی شامل شرح قوانین، رویه و روش انجام کار آزمایشگاهی، نشان دادن قوانین اساسی استراحت و حرکت مایعات و همچنین فهرستی از سوالات است که دانش آنها برای تسلط بر بخش های "مبانی" ضروری است. هیدرولیک و درایو هیدرولیک، هیدرولیک، ماشین آلات هیدرولیک و هیدرولیک برای دانشجویان رشته های مکانیک.

©A.I. روسلیاکوف، L.V. لومونوسوا، 2009

© BTI AltSTU، 2009

تعیین نیروی فشار هیدروستاتیک 6

1.1 هدف کار: 6

1.3 اطلاعات نظری 6

1.5 شرح نصب 9

1.7 پردازش داده های تجربی 12

1.8 سوالات امنیتی 12

2.1 هدف کار: 15

2.3 اطلاعات نظری 15

2.3.1 حالت های حرکت سیال واقعی 15

2.7 پردازش داده های تجربی 21

6.2 آمادگی برای کارهای آزمایشگاهی: 56

مقدمه
برای مطالعه موفقیت آمیز تعدادی از رشته های اصلی، دانشجویان بسیاری از تخصص های شیمی و مکانیک باید قوانین اساسی استراحت و حرکت مایعات را بدانند. در آینده، آنها اغلب باید دانش اصول هیدرولیک را برای حل مسائل مهندسی خاص به کار ببرند. به عنوان مثال، مهندسان مکانیک در صنایع شیمیایی و وابسته، انواع خطوط لوله، مخازن و دستگاه های لازم برای جابجایی، ذخیره و پردازش محصولات مایع و گاز را محاسبه و طراحی می کنند، نحوه عملکرد پمپ ها را محاسبه و تنظیم می کنند. مهندسان مکانیک از درایوهای هیدرولیک برای اتوماسیون و مکانیزه کردن عملیات برای پردازش قطعات، برش و پرس، مونتاژ و بسته بندی محصولات، بسته بندی و دوز محصولات فله و مایع استفاده می کنند. ماشین های هیدرولیک، درایوهای هیدرولیک و پنوماتیک نیز به طور گسترده در صنایع دیگر استفاده می شود: تامین آب و احیای زمین، متالورژی و حمل و نقل، ساخت و ساز و کشاورزی. بنابراین در آموزش مهندسی عمومی دانشجویان اکثر تخصص های شیمی و مکانیک، درس هیدرولیک دارای یک مهم است. تسلط موفقیت آمیز به آن توسط دانشجویانی که کارگاه آزمایشگاهی را تکمیل می کنند بسیار تسهیل می شود.

هدف از این کارگاه تلفیق مطالب نظری در درس هیدرولیک، کسب مهارت در کار با ابزار دقیق و سایر تجهیزات تحقیقاتی است.

کار آزمایشگاهی شماره 1.

تعیین نیروی فشار هیدروستاتیک

(4 ساعت)

1.1 هدف کار:

- تعیین تجربی نیروی فشار هیدرواستاتیک و مرکز فشار آن.

- نمودار فشار هیدرواستاتیک را بسازید.
1.2 آماده سازی برای کارهای آزمایشگاهی:
- مطالب مربوط به موضوع این کار را در این راهنما مطالعه کنید.

- تعاریف مفاهیم اساسی و اصطلاحات موضوع را بیاموزید

اصطلاحات و مفاهیم اساسی:

- صلح مطلق؛

- خلاء؛

- هیدرواستاتیک؛

- فشار؛

- مایع ایده آل؛

- فشار بیش از حد؛

- نیروهای توده ای؛

- چگالی؛

- نیروهای سطحی؛

- سطح صاف؛

- تعادل؛

- سطح آزاد؛

- مرکز فشار

1.3 اطلاعات نظری

در هیدرولیک بدن مایع(مایع) به عنوان یک محیط پیوسته متشکل از فردی در نظر گرفته می شود نقاط مادی(ذرات). یکی از خواص اصلی یک مایع سیال بودن است. سیالیتشامل تحرک بالای ذرات مایع منفرد نسبت به یکدیگر است. سیالیت خود را در این واقعیت نشان می دهد که مایع همیشه شکل ظرفی را می گیرد که در آن قرار دارد و تأثیر نیروهای متمرکز را درک نمی کند.

تمام نیروهای خارجی و داخلی وارد بر مایع به طور مداوم یا در حجم آن توزیع می شوند (نیروهای توده ای، یا در امتداد سطح ( سطحی). در نتیجه عمل نیروهای خارجی، یک تنش نرمال در داخل یک سیال در حال سکون ایجاد می‌شود، برابر با حدی که نسبت نیرو به ناحیه‌ای که روی آن اعمال می‌شود (شکل 1.1) زمانی که مقدار ناحیه به صفر میل می‌کند، میل می‌کند. ، یعنی هنگام کشیدن سکو به نقطه ای

فشار هیدرواستاتیکبه تنش های معمولی گفته می شود که تحت تأثیر نیروهای خارجی در مایع ایجاد می شود .

با دو ویژگی مشخص می شود:

–
فشار هیدرواستاتیک در یک نقطه نرمال به ناحیه عمل عمل می کند و به داخل حجم مایع مورد نظر هدایت می شود، یعنی فشاری است.

- مقدار فشار در یک نقطه معین در همه جهات یکسان است، یعنی به زاویه شیب سکویی که روی آن عمل می کند بستگی ندارد.

بزرگی فشار هیدرواستاتیک (نگاه کنید به شکل 1.1) به عمق غوطه وری بستگی دارد. ساعت) از نقطه مورد نظر به حجم مایع، وزن مخصوص مایع  و مقادیر فشار در حجم بالای سطح آزاد و با استفاده از معادله پایه هیدرواستاتیک محاسبه می شود:

, (1.1)

کجا  – وزن مخصوصمایعات، برابر با محصولچگالی با شتاب گرانش، N/m 3.

جی

شکل 1.2 - نمودار

فشار هیدرواستاتیک
یک نمایش گرافیکی از وابستگی فشار هیدرواستاتیک به عمق غوطه وری نامیده می شود نمودار فشار(شکل 1.2). نمودار فشار هیدرواستاتیکی که بر روی دیوار صاف عمودی تحت فشار یک مایع دارای عمق عمل می کند ساعت، به شرح زیر ساخته شده است. نقطه تلاقی سطح مایع با دیواره OA به عنوان مبدأ مختصات در نظر گرفته می شود. فشارهای هیدرواستاتیک اضافی در مقیاس انتخاب شده در امتداد محور افقی منطبق با جهت فشار هیدرواستاتیک رسم می شود و اعماق مایع مربوطه در امتداد محور عمودی رسم می شود. ساعت. اولین نقطه روی سطح مایع گرفته می شود، جایی که ساعت= 0 و = ص الف. نقطه دوم در پایین، جایی که فشار است

نقاط به دست آمده توسط یک خط مستقیم به هم متصل می شوند. در نتیجه نمودار فشار هیدرواستاتیک اضافی روی یک دیوار عمودی صاف به شکل مثلث به دست می آید. نمودار فشار مطلق نیز به روشی مشابه ساخته شده است. با این حال، در عمل، نیروهای ناشی از عمل سیال بر روی دیوارهای مختلف اهمیت بیشتری دارند.

به عنوان مثال، نیروی فشار هیدرواستاتیک ( اف) مایع روی دیوار صاف غوطه ور در مایع (نگاه کنید به شکل 1.1) برابر است با حاصلضرب سطح اسبا مقدار فشار هیدرواستاتیک r بادر عمق ساعت ج غوطه ور شدن مرکز ثقل سطح مورد نظر:

بنابراین، نیروی حاصل از دو جزء تشکیل شده است:

- قدرت فشار در حجم بالای سطح آزاد:

;

- قدرت اف جفشار وزن در عمق مرکز ثقل غوطه وری

.

فشارr 0 که روی سطح آزاد اعمال می شود، بدون تغییر مقدار به تمام نقاط مایع در کل حجم در همه جهات منتقل می شود.(قانون پاسکال)، یعنی در هر نقطه از حجم مایع مورد نظر یکسان است. بنابراین جزء اعمال شده در مرکز ثقل (نقطه با) سایت مورد بررسی. برعکس، فشار وزنی (به فرمول (1.1) و شکل 1.1 مراجعه کنید) به طور مستقیم با عمق غوطه وری متناسب است. بنابراین، نقطه کاربرد جزء اف ج(نقطه D) در مرکز نمودار فشار اضافی (مثلث)، واقع در زیر مرکز ثقل سایت قرار خواهد گرفت. مقدار جابجایی نقطه Dنسبت به مرکز ثقل با فرمول تعیین می شود

, (1.3)

کجا من با- ممان اینرسی سکوی S نسبت به محوری که از مرکز ثقل آن می گذرد، m 4.

ساعت با- عمق غوطه وری مرکز ثقل سایت، متر؛

اس- مساحت سایت مورد نظر، متر مربع.

نقطه اعمال نیروی حاصله اففشار هیدرواستاتیک بین نقاط است Dو سی.
1.4 تجهیزات، ابزار فنی و ابزار
برای انجام کارهای آزمایشگاهی شما نیاز دارید:

- نصب برای انجام آزمایش؛