คู่มือห้องปฏิบัติการวัดความดันไฮดรอลิก ระบบไฮดรอลิกส์ในห้องปฏิบัติการ คำอธิบายของอุปกรณ์สำหรับศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของของเหลว

กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ของสหพันธรัฐรัสเซีย Togliatti มหาวิทยาลัยของรัฐ

สถาบันวิศวกรรมโยธา ภาควิชาประปาและสุขาภิบาล

คำแนะนำด้านระเบียบวิธี

สำหรับงานห้องปฏิบัติการสาขาวิชา “ไฮดรอลิกส์”

สำหรับที่ปรึกษาวิชาการ

โตลยาติ 2007

คำแนะนำในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ................................................ ........ ....................................
คำอธิบายของขาตั้งไฮดรอลิกอเนกประสงค์ GS - 3 ....................................... .......... ............
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 1
การหาค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดของน้ำ.......................................... ................ ....................
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 2
ศึกษากฎหมาย การเคลื่อนไหวของของไหล....................................................................................
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 3
การศึกษาระบบการเคลื่อนที่ของของไหล............................................ ..... ...................................
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 4
ศึกษาแบบจำลองทางกายภาพของการเปลี่ยนแปลงแรงดันในท่อในกรณีเกิดการรั่วไหล
น้ำ................................................. ................................................ ...... ................................................ .......
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 5
การศึกษาพารามิเตอร์ไปป์ไลน์ในแบบจำลองทางกายภาพ................................................ ......................... ...
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 6
การหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานไฮดรอลิกของท่อ........................................ ............
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 7
การหาค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานภายในของวาล์ว....................................
งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 8
คำนิยาม ความต้านทานไปป์ไลน์...................................................... .......................
ตัวอย่างรายงาน.......................................... ................................ ............................. ........................... ..........

ยูดีซี 532.5 (533.6)

แนวทางการทำงานในห้องปฏิบัติการสาขาวิชา "ไฮดรอลิก" สำหรับนักศึกษาสาขาวิชาก่อสร้างเฉพาะทาง เต็มเวลาการฝึกอบรม. / คอมพ์ Kalinin A.V. , Lushkin I.A. – โตกเลียตติ: TSU, 2006.

มีการกำหนดเป้าหมาย วัตถุประสงค์ และแผนงานของงานในห้องปฏิบัติการ คำแนะนำสำหรับการเตรียมงานและการนำไปปฏิบัติ

ป่วย. 12. โต๊ะ 8. บรรณานุกรม: 5 เรื่อง

เรียบเรียงโดย: Kalinin A.V., Lushkin I.A. บรรณาธิการด้านวิทยาศาสตร์: Vdovin Yu.I.

ได้รับการอนุมัติจากกองบรรณาธิการและสำนักพิมพ์ของสภาระเบียบวิธีของสถาบัน

© มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโตลยาตติ, 2550

คำแนะนำในการทำงานในห้องปฏิบัติการ

พื้นฐานของหลักสูตรที่กำลังศึกษาคือการได้มาซึ่งนักเรียนที่มีทักษะเบื้องต้นในการดำเนินการ งานวิจัยทำความเข้าใจผลการวิจัยในห้องปฏิบัติการ นำเสนอ และปกป้องผลลัพธ์ที่ได้รับ งานห้องปฏิบัติการดำเนินการในห้องปฏิบัติการของกรมประปาและสุขาภิบาล ในระหว่างทำงานผู้เรียนมีโอกาสได้เห็นและศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในของเหลว ทำการวัด ปริมาณทางกายภาพเชี่ยวชาญวิธีการตั้งค่าการทดลอง รับทักษะในการประมวลผลข้อมูลที่ได้รับจากการทดลอง และการนำเสนอผลการวิจัย ในระหว่างการทำงานในห้องปฏิบัติการ นักศึกษาจะต้องเรียนรู้การใช้เครื่องมือวัด

ก่อน งานห้องปฏิบัติการมีการตรวจสอบความรู้ของนักเรียน วัสดุทางทฤษฎีในหัวข้อ การวิจัยเชิงทดลอง- การควบคุมดำเนินการโดยที่ปรึกษาด้านวิชาการในรูปแบบการทดสอบ นักเรียนได้รับอนุญาตให้ทำงานในห้องปฏิบัติการได้หากเขาตอบคำถามทดสอบถูกต้อง 40%

ในงานห้องปฏิบัติการลำดับที่ 4 และลำดับที่ 5 นักเรียนจะต้องคำนวณพารามิเตอร์ของแบบจำลองทางกายภาพก่อนทำการศึกษาทดลอง ผลการคำนวณนำเสนอต่อที่ปรึกษาวิชาการ หากนักศึกษาคำนวณไม่เสร็จไม่อนุญาตให้นักศึกษาเข้าร่วมการทดลอง

ผลการศึกษาทดลองนำเสนอในรูปแบบรายงาน รายงานประกอบด้วย: วัตถุประสงค์ของงาน, แผนภาพการติดตั้ง, สูตรการคำนวณพื้นฐาน, ตารางการวัดและการคำนวณ, กราฟ, ข้อสรุป ผลการศึกษาที่ที่ปรึกษาวิชาการได้ทบทวนแล้ว ได้นำไปใช้ในการออกแบบท่อส่งก๊าซขนาดสั้น

คำอธิบายของขาตั้งไฮดรอลิกอเนกประสงค์ GS - 3

ขาตั้งไฮดรอลิกอเนกประสงค์ (ดูรูปที่ 1) มีไว้สำหรับห้องปฏิบัติการและงานวิจัยโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากฎการเคลื่อนที่ของของไหล ขาตั้งไฮดรอลิกได้รับการพัฒนาที่ภาควิชาวิศวกรรมความร้อนและเครื่องยนต์ความร้อนของมหาวิทยาลัยอากาศพลศาสตร์แห่งรัฐ Samara

องค์ประกอบหลักของขาตั้งไฮดรอลิก:

อุปกรณ์รับแรงดันและการรับ

พื้นที่ทำงาน

ปั๊ม;

อุปกรณ์วัด

บนชั้นวาง 4 มีถังแรงดัน 2 ทำจากสแตนเลสทรงกลม ถังแรงดันมีท่อระบาย 3 ซึ่งต่อส่วนการทำงาน 15 โดยใช้ซีล ปลายอีกด้านของส่วนการทำงานถูกยึดไว้ในท่อโดยใช้ผ้าพันแขนยางซึ่งถูกดันเข้าสู่ส่วนโดยกลไก 17

น้ำจะเข้าสู่ท่อแรงดันจากปั๊ม 9 เมื่อเปิดวาล์ว 8 ในระหว่างการทดลอง ต้องปิดวาล์วจ่าย 6 และวาล์วระบายน้ำ 7 การไหลของน้ำผ่านพื้นที่ทำงานถูกควบคุมโดยวาล์ว 18 ที่ทางออกจากพื้นที่ทำงานและวาล์ว 8

ข้าว. 1. แผนภาพขาตั้งไฮดรอลิก

อุปกรณ์รับคือถัง 22 ที่เชื่อมต่อกับท่อระบายน้ำ 12 ถังวัด 20 ติดตั้งอยู่เหนือถังรับบนคอนโซล 10 เพื่อวัดการไหลของน้ำ มีการติดตั้งถาด 11 บนคอนโซล ใช้สำหรับรวบรวมน้ำและระบายลงในถังตวง 20 ที่ด้านล่างของถังตวงมีวาล์ว 21 ควบคุมโดยกลไกคันโยก

เครื่องมือวัดจะแสดงด้วยแผ่นป้องกันเพียโซเมตริก 13 ซึ่งติดตั้งหลอดแก้วเจ็ดหลอด แรงดันส่วนเกินในถังแรงดันวัดด้วยเกจวัดแรงดันมาตรฐาน 1 เมื่อทำการวัดการไหลของน้ำพร้อมกับการปิดวาล์วบนแผงควบคุม 5 นาฬิกาจับเวลาแบบไฟฟ้าจะเปิดขึ้น หลังจากเติมน้ำลงในถังวัดปริมาตรหนึ่ง (3 ลิตร) หน้าสัมผัสของสวิตช์วัดระดับจะปิดลงและนาฬิกาจับเวลาแบบไฟฟ้าจะหยุดพร้อมกัน

ขาตั้งไฮดรอลิกทำงานในวงจรปิดโดยสูบน้ำจากถังจ่าย ระบายลงในถังรับและจ่ายภายใต้แรงกดดันไปยังถังจ่าย

งานห้องปฏิบัติการครั้งที่ 1 การหาค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดของน้ำ

1. วัตถุประสงค์ของงาน: การทดลองหาค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดและความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิที่กำหนด ผลการทดลองใช้ในการคำนวณไปป์ไลน์ที่สั้น

2. โปรแกรมการทำงาน:

2.1 ตรวจสอบความหนืดของน้ำที่อุณหภูมิที่กำหนดโดยใช้เครื่องวัดความหนืดของ Engle

2.2.วัดความหนาแน่นของของเหลวด้วยไฮโดรมิเตอร์ 2.3 สร้างความหนืดไดนามิกของของเหลวทดสอบ

3. คำอธิบายการตั้งค่าห้องปฏิบัติการและเครื่องมือวัด

เครื่องวัดความหนืดของ Engler(รูปที่ 2) ประกอบด้วยกระบอกโลหะ 1 อัน ก้นทรงกลมมีรู ปิดรูด้วยแกน 2 เมื่อศึกษาการพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงของความหนืดของของเหลวกับอุณหภูมิกระบอกจะถูกวางในอ่างน้ำ 3 พร้อมระบบทำน้ำร้อนแบบปรับได้

รูปที่ 2 เครื่องวัดความหนืดของ Engler

หลักการทำงานของไฮโดรมิเตอร์ (ดูรูปที่ 3) ขึ้นอยู่กับการใช้กฎของอาร์คิมิดีส ซึ่งแรงของอาร์คิมิดีสจะกระทำในแนวตั้งขึ้นบนวัตถุที่วางอยู่ในของเหลว ขนาดของแรงนี้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลว ยิ่งความหนาแน่นของของเหลวที่วางวัตถุนั้นมากขึ้น แรงของอาร์คิมิดีสก็จะยิ่งมากขึ้นซึ่งจะดันวัตถุออกจากของเหลวมากขึ้นเท่านั้น เป็นไปได้ที่จะใช้เครื่องหมายบนร่างกายในรูปแบบของการลอยซึ่งสอดคล้องกับค่าความหนาแน่นที่แตกต่างกันและขึ้นอยู่กับว่า "ลอย" ที่มองเห็นนั้นอยู่เหนือพื้นผิวของของเหลวนั้นตัดสินความหนาแน่นของของเหลวนี้ได้อย่างไร

ข้าว. 3. ไฮโดรมิเตอร์

4. สั่งงาน:

4.1. เทของเหลวทดสอบ µ2 250 ซม. 3 ลงในกระบอกที่ 1 แล้ววางภาชนะตวงไว้ใต้รู

4.2. ใช้ก้านที่ 2 เปิดรูในกระบอกสูบพร้อมกับเปิดนาฬิกาจับเวลาไปพร้อมๆ กัน

4.3. กำหนดเวลา τ 1 การไหลออกจากกระบอกสูบขนาด 200 cm3 ของของเหลวทดสอบที่อุณหภูมิห้อง เราทำซ้ำการทดสอบอย่างน้อย 3 ครั้ง

4.4. เช็ดกระบอกสูบอย่างระมัดระวังแล้วเทลงในนั้นโดยปิดรูก้นไว้ 250 ซม 3 ของเหลวอ้างอิง (น้ำกลั่น)

4.6. กำหนดเวลาหมดอายุ τ 2ของเหลวอ้างอิง

4.7. ในการหาความหนาแน่น ρ ให้เทของเหลวที่กำลังศึกษาลงในถ้วยตวงทรงสูง เราลดไฮโดรมิเตอร์ลงในแก้ว และใช้สเกลไฮโดรเมตริกเพื่อกำหนดความหนาแน่นของของเหลว

4.8. กำหนดเวลาหมดอายุเฉลี่ย τ 1sr และ τ2sr

τ av = τ " + τ " + ... + τ n , n

โดยที่ n คือจำนวนการวัด 4.9. การคำนวณองศา Engler

°E = τ 1sr.

τ 2sr

4.10. เรากำหนดค่าสัมประสิทธิ์ของความหนืดจลนศาสตร์ ν โดยใช้สูตร Ubelode

ν = (0.0732° Oe− 0.0631° Oe)

4.11. เราค้นหาค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิก μ โดยใช้สูตร

ν = μ ρ .

4.12. ผลลัพธ์ของการวัดและการคำนวณสรุปไว้ในตารางที่ 1 และใช้ในการคำนวณไปป์ไลน์สั้น

ตารางที่ 1

5. ข้อสรุป

ความหนืดของของเหลวทดสอบ

	ซม2
					ส× ซม

งานห้องปฏิบัติการครั้งที่ 2 ศึกษากฎการเคลื่อนที่ของของไหล

1. วัตถุประสงค์ของงาน: การยืนยันการทดลองของข้อสรุปในระหว่างการศึกษาหัวข้อ "พื้นฐานของพลศาสตร์ของไหลและจลนศาสตร์" การได้มาซึ่งทักษะในการสร้างเส้นแรงดันและเส้นเพียโซเมตริกของไปป์ไลน์สั้น

2. โปรแกรมการทำงาน:

2.1 หาความดัน H ที่จุด 3 จุดบนแกนท่อ ค้นหาแรงดันที่สูญเสียไป 2.2 กำหนดความเร็วการไหลบนแกนท่อ

2.3 วาดกราฟการเปลี่ยนแปลงของความดันรวม H และความดันอุทกสถิต H p ตามความยาวของท่อ

3. คำอธิบายของการติดตั้งงานในห้องปฏิบัติการดำเนินการในสถานที่ของห้องปฏิบัติการชลศาสตร์ของกรมสวัสดิการและความรุนแรง ส่วนการทำงานของขาตั้งไฮดรอลิกที่ใช้งานอยู่คือท่อโลหะแบบเอียงที่มีหน้าตัดแบบแปรผัน (รูปที่ 4) ในการวัดแรงดันคงที่และความดันของเหลวทั้งหมด มีการติดตั้งท่อเพียโซเมตริกและพิโทต์ไว้ในส่วน 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 และ 5-5 การไหลของของไหลในท่อถูกควบคุมโดยวาล์วที่อยู่ส่วนท้ายของส่วนการทำงานของขาตั้ง

ข้าว. 4. แผนผังพื้นที่ทำงานของขาตั้งไฮดรอลิก

4. สั่งงาน:

4.1. เราเปิดการติดตั้ง

4.2. เปิดวาล์วที่ส่วนท้ายของพื้นที่ทำงานของขาตั้ง

4.3. เราวัดระยะห่างระหว่างส่วนท่อ l และพิกัด z ในแต่ละส่วน

4.3. หลังจากที่ฟองอากาศออกมาจากท่อ เราจะบันทึกค่าพีโซมิเตอร์ที่อ่านได้

และ ท่อ Pitot ครบทุกส่วน

4.4. ปิดการติดตั้ง

4.5. การกำหนดการสูญเสียพลังงานระหว่างส่วนต่างๆ

h w 1− 2 = H 1 − H 2 , h w 2− 3 = H 2 − H 3 เป็นต้น

โดยที่ h w 1 − 2 – การสูญเสียแรงดันระหว่างส่วนที่ 1-1 และ 2-2 ชั่วโมง 2 − 3 – การสูญเสียแรงดันระหว่างส่วนที่ 2-2 และ 3-3 H 1 , H 2 , H 3 – การอ่านค่าท่อ Pitot ในส่วนที่ 1-1, 2-2 และ 3-3

4.6. ค้นหาความดันความเร็วที่วัดได้ในแต่ละส่วน

		αυ2		- ฮ

โดยที่ H i คือค่าที่อ่านได้จากหลอด Pitot ในส่วนที่เกี่ยวข้อง H pi – การอ่านค่าของท่อเพียโซเมตริกในส่วนที่เกี่ยวข้อง

4.7. กำหนดความเร็วการไหลบนแกนท่อ

υ = 2 gh υ .

4.8. ผลการวิจัยบันทึกไว้ในตารางที่ 2 ตารางที่ 2

			เส้นผ่านศูนย์กลางท่อภายใน d, ซม	การอ่านค่าหลอด PiezometricH ซม					ความเร็วแกนท่อ υ, ซม./วินาที		วัดหัวเพียโซเมตริกส ซม
หมายเลขมาตรา	ออร์ดินาตาซมซ์,	ระยะห่างระหว่างส่วน cml			ข้อบ่งชี้ของหลอด PitosmH	สูญเสียความกดดัน	ความดันความเร็ว			วัดรวมหัวH
			1. วัตถุประสงค์ของงาน: การหาค่าการทดลองของเลขเรย์โนลด์สระหว่างการเปลี่ยนจากแบบราบเรียบเป็นแบบปั่นป่วน การกำหนดโหมดการเคลื่อนที่ของของไหลที่สอดคล้องกับหมายเลข Re ที่ได้รับเมื่อคำนวณไปป์ไลน์สั้น 2. โปรแกรมการทำงาน: 2.1. สร้างการไหลของของเหลวแบบราบเรียบในท่อ 2.2 บรรลุการเปลี่ยนแปลงจากแบบราบเรียบไปสู่แบบปั่นป่วน 2.3 กำหนดหมายเลขเรย์โนลด์สที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนจากแบบราบเรียบเป็นแบบปั่นป่วน 3. คำอธิบายของการติดตั้งส่วนการทำงานของขาตั้งไฮดรอลิกสำหรับงานนี้คือท่อแก้ว 1 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ (รูปที่ 5) อุปกรณ์จะติดตั้งอยู่ที่ทางเข้าท่อซึ่งมีการจ่ายสีหรืออากาศภายใต้ความกดดันเมื่อก๊อก 3 เปิดอยู่ ความเร็วของการเคลื่อนที่ของน้ำถูกควบคุมโดยวาล์ว 8 และ 18 (ดูคำอธิบายของขาตั้งไฮดรอลิก) ข้าว. 5. แผนผังพื้นที่ทำงานของการติดตั้งห้องปฏิบัติการ 4. สั่งงาน: 4.1. เราเปิดปั๊มใช้วาล์ว 8 เพื่อตั้งค่าแรงดันขั้นต่ำในถังจ่ายซึ่งมีการเคลื่อนที่ของน้ำอย่างสงบด้วยความเร็วต่ำในท่อแก้ว 4.2. ด้วยการค่อยๆ เปิดก๊อกน้ำ 3 และควบคุมการไหลของน้ำผ่านท่อด้วยวาล์ว 18 เรามั่นใจว่าสีจะไหลเข้าสู่ท่อแก้วเป็นลำธารบางๆ ขนานกับผนัง 4.3. ด้วยการเพิ่มความดันในถังจ่ายด้วยวาล์ว 8 เราจึงสามารถสร้างระบบการปกครองที่ปั่นป่วนในท่อและกำหนดเวลาในการเติมถังวัดได้ 4.4. การกำหนดการบริโภค Q = V t โดยที่ V คือปริมาตรของถังวัดเท่ากับ 3 ลิตร เสื้อ – เวลาเติม ถังและความเร็วของการเคลื่อนที่ของของเหลวในท่อ υ = Q S โดยที่ S คือพื้นที่หน้าตัดของกระจก 4.5. เรากำหนดหมายเลขเรย์โนลด์สที่เกิดการเปลี่ยนแปลงจากระบอบการปกครองแบบราบเรียบไปสู่ระบอบการปกครองแบบปั่นป่วน เรื่อง = υ d ρ , โดยที่ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อแก้วเท่ากับ 1.7 ซม. ρ – ความหนาแน่นของของเหลว (ดูงานห้องปฏิบัติการหมายเลข 1) μคือค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของของเหลวซึ่งสอดคล้องกับอุณหภูมิของของเหลว กระดูก t = 20 °C

งานห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับชลศาสตร์

ในห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

แนวทาง

ได้รับการอนุมัติจากกองบรรณาธิการและสำนักพิมพ์

ซามารา 2009

เรียบเรียงโดย วี.ไอ. เวสนิน

ยูดีซี 532; 621.031

งานในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับระบบชลศาสตร์ในห้องปฏิบัติการเสมือน: แนวทาง / คอมพ์ วี.ไอ. เวสนิน; สกาซู. – ซามารา, 2552. – 40 น.

หลักเกณฑ์นี้มีไว้สำหรับแบบเต็มเวลาและ แผนกจดหมายความเชี่ยวชาญพิเศษของมหาวิทยาลัย: 290300, 290500, 290700, 290800, 291300, 291500, 330400 เมื่อปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการในหลักสูตร "ไฮดรอลิก" (ปีที่สอง, ภาคเรียนที่ III-IV แผนกเต็มเวลาและปีที่สี่, การโต้ตอบภาคการศึกษาที่เจ็ด)

มีการให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการในหัวข้อต่อไปนี้:

"ความดันอุทกสถิตและกฎปาสคาล"

“สมการของแบร์นูลลีสำหรับสภาวะคงตัว การเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอของเหลว",

"โหมดการไหลของของไหล"

“ความต้านทานไฮดรอลิก”

“การไหลของของเหลวผ่านรูเล็กๆ ในผนังบางๆ และหัวฉีดที่แรงดันคงที่สู่ชั้นบรรยากาศ”

"ค้อนน้ำ".

มีคำถามทดสอบสำหรับงานในห้องปฏิบัติการที่ระบุ

ฉบับการศึกษา

บรรณาธิการ G.F. กัญชา

บรรณาธิการด้านเทคนิค A.I. สภาพอากาศเลวร้าย

ผู้พิสูจน์อักษร E.M. อิซาเอวา

ลงนามเพื่อเผยแพร่เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2552

รูปแบบ 60x84/16 กระดาษออฟเซต การพิมพ์ออฟเซต

นักวิชาการศึกษา ล. มีเงื่อนไข เตาอบ ล. ยอดจำหน่าย 100 เล่ม

มหาวิทยาลัยสถาปัตยกรรมศาสตร์และวิศวกรรมโยธาแห่งรัฐ Samara

443001 ซามารา, เซนต์. โมโลดอกวาร์ดีสกายา, 194

ส่วนทั่วไป

เวอร์ชั่นคอมพิวเตอร์ห้องปฏิบัติการกลศาสตร์ของไหลได้รับการออกแบบเพื่อจำลองการทำงานในห้องปฏิบัติการตามโปรแกรมสาขาวิชา "ไฮดรอลิก" ประกอบด้วยห้องปฏิบัติการ 1 ห้องสำหรับอุทกสถิตและ 5 ยูนิตสำหรับอุทกพลศาสตร์

ห้องปฏิบัติการเสมือนจริงประกอบด้วยภาพการ์ตูนบนหน้าจอแสดงผลของการติดตั้งปัจจุบันและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการทางกายภาพที่กำลังศึกษาซึ่งควบคุมเนื้อหาของหน้าจอ

โปรแกรมนี้ช่วยให้คุณสามารถจำลองการวัดพารามิเตอร์ของกระบวนการทางกายภาพโดยใช้เครื่องมือที่ใช้ในการฝึกทดลองไฮดรอลิก ในระหว่างการทดลองด้วยคอมพิวเตอร์ โปรแกรมจะสร้างค่าเบี่ยงเบนสุ่มของพารามิเตอร์ที่วัดได้ ซึ่งทำให้สามารถประเมินความแม่นยำของการวัดโดยใช้วิธีการวิเคราะห์ทางสถิติได้

ห้องปฏิบัติการแต่ละแห่งประกอบด้วยสามส่วน:

1 – แผนผังการติดตั้งห้องปฏิบัติการ คล้ายกับที่แสดงไว้ในนี้ แนวทางระเบียบวิธี;

2 – ข้อมูลเกี่ยวกับโปรแกรม อธิบายวิธีการปฏิบัติงานและมีข้อมูลเริ่มต้นที่จำเป็น ซึ่งระบุไว้บางส่วนในแผนภาพ

3 – ดำเนินการทดลองซึ่งดำเนินการในโหมดคอมพิวเตอร์เชิงโต้ตอบ

โปรแกรมนี้ให้คุณทำการทดลองในโหมดต่างๆ

Vilner Ya.M., Kovalev Ya.T., Nekrasov B.B. คู่มืออ้างอิงเรื่องไฮดรอลิก เครื่องจักรไฮดรอลิก และระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก (เอกสาร)

บาคานอฟ เอ็ม.วี., โรมาโนวา วี.วี., คริวโควา ที.พี. ฐานข้อมูล ระบบการจัดการฐานข้อมูล ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร)

Gaidukevich I.V., Borodina T.A. เศรษฐมิติ. ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร)

Lukina I.G., Zarubin D.P., Kozlova L.V. เคมีคอลลอยด์ ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร)

อาบาซิน ดี.ดี. การจัดการระบบทางเทคนิค ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการ (เอกสาร)

การประชุมเชิงปฏิบัติการห้องปฏิบัติการในสาขาพิเศษ การบำรุงรักษาและการซ่อมแซมอุปกรณ์ขององค์กรวิศวกรรมเครื่องกล (งานห้องปฏิบัติการ)

ชาโปวาโลวา อี.วี. ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการเคมีทั่วไปและอนินทรีย์ (เอกสาร)

Lobanov Yu.V. ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการเรื่อง FOE (เอกสาร)

การประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการ - Lyubivaya L.S., Pavlova A.I. การประชุมเชิงปฏิบัติการห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับมาตรวิทยา (งานห้องปฏิบัติการ)

กอร์ลอฟ ยู.พี. การประชุมเชิงปฏิบัติการห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับเทคโนโลยีวัสดุฉนวนความร้อน (เอกสาร)

Ostreykovsky V.A. ปฏิบัติการปฏิบัติการห้องปฏิบัติการวิทยาการคอมพิวเตอร์ (เอกสาร)

n1.doc

หน่วยงานรัฐบาลกลางเพื่อการศึกษา

สถาบันเทคโนโลยี Biysk (สาขา)

สถานะ สถาบันการศึกษา

การศึกษาวิชาชีพชั้นสูง

“มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐอัลไต

พวกเขา. ฉัน. โปลซูนอฟ"

AI. Roslyakov, L.V. โลโมโนซอฟ

ปฏิบัติการห้องปฏิบัติการ

บนระบบไฮดรอลิก เครื่องจักรไฮดรอลิก และระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก
คำแนะนำด้านระเบียบวิธีสำหรับการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ

ในหลักสูตร “ไฮดรอลิก”, “ไฮดรอลิกและเครื่องจักรไฮดรอลิก”

“ความรู้พื้นฐานของระบบไฮดรอลิกและระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก” สำหรับนักศึกษาสาขาวิชาเฉพาะทาง:

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

MAPP–260601, DVT–270109

สำนักพิมพ์ของมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐอัลไตพวกเขา. ฉัน. โปลซูโนวา

ผู้ตรวจสอบ: หัวหน้าภาควิชา MAHIP BTI Altai State Technical University

ศาสตราจารย์ กุณีจันทร์ วี.เอ.

งานนี้จัดทำขึ้นที่แผนก “การจัดหาและการระบายอากาศความร้อนและก๊าซ กระบวนการและอุปกรณ์เทคโนโลยีเคมี”

Roslyakov, A.I.

ห้องปฏิบัติการห้องปฏิบัติการบนระบบไฮดรอลิก เครื่องจักรไฮดรอลิก และไฮดรอลิก

ไดรฟ์แบบหมุน: คำแนะนำด้านระเบียบวิธีเพื่อปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการในหลักสูตร "ไฮดรอลิก", ​​"ไฮดรอลิกและเครื่องจักรไฮดรอลิก", ​​"พื้นฐานของไฮดรอลิกส์และไฮดรอลิกไดรฟ์" สำหรับนักศึกษาที่เชี่ยวชาญเฉพาะทางดังต่อไปนี้: TM -151001, VUAS - 170104, AT - 190603, APHP - 240706, MAPP -260601, TGV - 270109 / A.I. Roslyakov, L.V. โลโมโนซอฟ – อัลเทอร์เนทีฟ สถานะ เทคโนโลยี มหาวิทยาลัยบีทีไอ – Biysk: สำนักพิมพ์ Alt สถานะ เทคโนโลยี ม., 2552. – 137 น.
การประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการประกอบด้วยคำอธิบายของกฎขั้นตอนและวิธีการในการทำงานในห้องปฏิบัติการซึ่งแสดงให้เห็นถึงกฎพื้นฐานของการพักผ่อนและการเคลื่อนไหวของของไหลตลอดจนรายการคำถามความรู้ที่จำเป็นสำหรับการเรียนรู้หัวข้อ "ความรู้พื้นฐาน" ของไฮดรอลิกและระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก” “ไฮดรอลิก” “ไฮดรอลิกและเครื่องจักรไฮดรอลิก” สำหรับนักศึกษาสาขาวิชาเครื่องกล

©เอ.ไอ. Roslyakov, L.V. โลโมโนโซวา, 2009

© BTI AltSTU, 2009

การหาค่าแรงดันไฮโดรสแตติก 6

1.1 วัตถุประสงค์ของงาน: 6

1.3 ข้อมูลทางทฤษฎี 6

1.5 คำอธิบายการติดตั้ง 9

1.7 การประมวลผลข้อมูลการทดลอง 12

1.8 คำถามเพื่อความปลอดภัย 12

2.1 วัตถุประสงค์ของงาน: 15

2.3 ข้อมูลทางทฤษฎี 15

2.3.1 รูปแบบการเคลื่อนที่ของของไหลจริง 15

2.7 การประมวลผลข้อมูลการทดลอง 21

6.2 การเตรียมงานห้องปฏิบัติการ: 56

การแนะนำ
เพื่อให้ประสบความสำเร็จในการศึกษาสาขาวิชาเอกหลายสาขา นักศึกษาสาขาเคมีและเครื่องกลหลายสาขาจำเป็นต้องรู้กฎพื้นฐานของการพักและการเคลื่อนที่ของของเหลว ในอนาคตมักจะต้องประยุกต์ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับชลศาสตร์มาแก้ปัญหาทางวิศวกรรมเฉพาะด้าน ตัวอย่างเช่น วิศวกรเครื่องกลในอุตสาหกรรมเคมีและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องคำนวณและออกแบบท่อ ถัง และอุปกรณ์ทุกชนิดที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนย้าย การจัดเก็บ และการแปรรูปผลิตภัณฑ์ของเหลวและก๊าซ คำนวณและควบคุมโหมดการทำงานของปั๊ม วิศวกรเครื่องกลใช้ไดรฟ์ไฮดรอลิกเพื่อทำให้การทำงานเป็นอัตโนมัติและควบคุมเครื่องจักรสำหรับการแปรรูปชิ้นส่วน การตัดและการอัด การประกอบและบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ การบรรจุและการตวงผลิตภัณฑ์ปริมาณมากและของเหลว เครื่องจักรไฮดรอลิก ระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิกและนิวแมติกยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น การประปาและการถมที่ดิน โลหะวิทยาและการขนส่ง การก่อสร้างและ เกษตรกรรม- ดังนั้นในการฝึกอบรมวิศวกรรมทั่วไปของนักเรียนที่เชี่ยวชาญด้านเคมีและเครื่องกลส่วนใหญ่ หลักสูตรชลศาสตร์จึงมีข้อดีอย่างมาก สำคัญ- การเรียนรู้ที่ประสบความสำเร็จนั้นได้รับการอำนวยความสะดวกอย่างมากโดยนักเรียนที่ทำเวิร์คช็อปในห้องปฏิบัติการ

วัตถุประสงค์ของการประชุมเชิงปฏิบัติการคือเพื่อรวบรวมเนื้อหาทางทฤษฎีในหลักสูตรชลศาสตร์ ได้รับทักษะในการทำงานกับเครื่องมือวัดและอุปกรณ์การวิจัยอื่น ๆ

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 1

การหาค่าแรงดันไฮโดรสแตติก

(4 ชั่วโมง)

1.1 วัตถุประสงค์ของงาน:

– พิจารณาการทดลองแรงของความดันอุทกสถิตและจุดศูนย์กลางความดัน

– สร้างแผนภาพความดันอุทกสถิต
1.2 การเตรียมงานห้องปฏิบัติการ:
– ศึกษาเนื้อหาในหัวข้องานนี้ในคู่มือเล่มนี้

– เรียนรู้คำจำกัดความของแนวคิดพื้นฐานและเงื่อนไขของหัวข้อ

ข้อกำหนดและแนวคิดพื้นฐาน:

– ความสงบสุขที่สมบูรณ์;

- เครื่องดูดฝุ่น;

– อุทกสถิต;

- ความดัน;

– ของเหลวในอุดมคติ

– แรงกดดันส่วนเกิน;

– กองกำลังมวลชน

- ความหนาแน่น;

– แรงพื้นผิว

– พื้นผิวระดับ;

- สมดุล;

– พื้นผิวอิสระ

– จุดศูนย์กลางความกดดัน

1.3 ข้อมูลทางทฤษฎี

ในระบบไฮดรอลิกส์ ร่างกายของเหลว(ของเหลว) ถือเป็นสื่อต่อเนื่องที่ประกอบด้วยบุคคล จุดวัสดุ(อนุภาค). คุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของของเหลวคือความลื่นไหล ความลื่นไหลประกอบด้วยการเคลื่อนที่สูงของอนุภาคของเหลวแต่ละชนิดที่สัมพันธ์กัน ความลื่นไหลแสดงให้เห็นในความจริงที่ว่าของเหลวจะมีรูปทรงของภาชนะที่มันตั้งอยู่อยู่เสมอและไม่รับรู้ถึงอิทธิพลของกองกำลังที่มีความเข้มข้น

แรงภายนอกและภายในทั้งหมดที่กระทำต่อของเหลวจะถูกกระจายอย่างต่อเนื่องเหนือปริมาตรของมัน (กองกำลังมวล) หรือตามพื้นผิว ( ผิวเผิน- เป็นผลมาจากการกระทำของแรงภายนอก ความเค้นปกติเกิดขึ้นภายในของไหลที่อยู่นิ่ง เท่ากับขีดจำกัดที่อัตราส่วนของแรงต่อพื้นที่ (รูปที่ 1.1) ซึ่งมันกระทำมีแนวโน้มเมื่อค่าพื้นที่มีแนวโน้มเป็นศูนย์ , เช่น. เมื่อดึงแท่นจนถึงจุดหนึ่ง

ความดันอุทกสถิตเรียกว่าความเครียดปกติที่เกิดขึ้นในของเหลวภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอก .

มีลักษณะเด่น 2 ประการ คือ

–
ความดันอุทกสถิต ณ จุดหนึ่งทำหน้าที่ปกติกับพื้นที่กระทำและมุ่งตรงภายในปริมาตรของของเหลวที่อยู่ระหว่างการพิจารณานั่นคือมีการบีบอัด

– ปริมาณความดัน ณ จุดที่กำหนดจะเท่ากันในทุกทิศทาง กล่าวคือ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับมุมเอียงของแท่นที่กระทำ

ขนาดของความดันอุทกสถิต (ดูรูปที่ 1.1) ขึ้นอยู่กับความลึกของการแช่ ( ชม.) ของจุดที่เป็นปัญหาในปริมาตรของของเหลว ความถ่วงจำเพาะของของเหลว  และค่าความดันในปริมาตรเหนือพื้นผิวอิสระและคำนวณโดยใช้สมการพื้นฐานของอุทกสถิต:

, (1.1)

ที่ไหน  – ความถ่วงจำเพาะของเหลว, เท่ากับสินค้าความหนาแน่นด้วยความเร่งโน้มถ่วง N/m3

ช

รูปที่ 1.2 – แผนภาพ

ความดันอุทกสถิต
การแสดงกราฟิกของการพึ่งพาแรงดันอุทกสถิตต่อความลึกของการแช่เรียกว่า แผนภาพความดัน(รูปที่ 1.2) แผนภาพแสดงแรงดันอุทกสถิตที่กระทำต่อผนังเรียบแนวตั้งภายใต้แรงดันของของเหลวที่มีความลึก ชม., ถูกสร้างขึ้นดังนี้. จุดตัดของระดับพื้นผิวของเหลวกับผนัง OA ถือเป็นที่มาของพิกัด ความดันอุทกสถิตส่วนเกินจะถูกพล็อตบนสเกลที่เลือกตามแนวแกนนอนที่สอดคล้องกับทิศทางของความดันอุทกสถิต และความลึกของของเหลวที่สอดคล้องกันจะถูกพล็อตไปตามแกนแนวตั้ง ชม.- จุดแรกจะถ่ายบนพื้นผิวของของเหลวโดยที่ ชม.= 0 และ = พี ก- จุดที่สองอยู่ที่ด้านล่างซึ่งจะมีแรงดัน

จุดผลลัพธ์จะเชื่อมต่อกันเป็นเส้นตรง เป็นผลให้ได้แผนภาพของแรงดันอุทกสถิตส่วนเกินบนผนังแนวตั้งเรียบในรูปสามเหลี่ยม แผนภาพความดันสัมบูรณ์ถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติ แรงที่เกิดขึ้นจากการกระทำของของไหลที่ผนังต่างๆ นั้นมีความสำคัญมากกว่า

ตัวอย่างเช่น แรงของความดันอุทกสถิต ( เอฟ) ของของเหลวลงบนผนังเรียบที่แช่อยู่ในของเหลว (ดูรูปที่ 1.1) เท่ากับผลคูณของพื้นที่ผิว สตามปริมาณความดันอุทกสถิต ร กับที่ระดับความลึก ชม. ค การจุ่มจุดศูนย์ถ่วงของพื้นผิวที่กำลังพิจารณา:

ดังนั้นแรงที่เกิดขึ้นจึงประกอบด้วยสององค์ประกอบ:

- ความแข็งแกร่ง ความดันในปริมาตรเหนือพื้นผิวอิสระ:

;

- ความแข็งแกร่ง เอฟ คความดันน้ำหนักที่ความลึกของจุดศูนย์ถ่วงของการแช่

.

ความดันร 0 นำไปใช้กับพื้นผิวอิสระถูกส่งไปยังทุกจุดของของเหลวตลอดปริมาตรทั้งหมดในทุกทิศทางโดยไม่ต้องเปลี่ยนค่า(กฎปาสคาล) กล่าวคือ เท่ากัน ณ จุดใดๆ ของปริมาตรของของเหลวที่กำลังพิจารณา ดังนั้นองค์ประกอบ ใช้ที่จุดศูนย์ถ่วง (จุดที่ กับ) ของไซต์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ในทางตรงกันข้าม ความดันน้ำหนัก (ดูสูตร (1.1) และรูปที่ 1.1) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความลึกของการแช่ ดังนั้นจุดใช้งานของส่วนประกอบ เอฟ ค(จุด ดี) จะอยู่ที่กึ่งกลางของแผนภาพแรงดันส่วนเกิน (สามเหลี่ยม) ซึ่งอยู่ใต้จุดศูนย์ถ่วงของไซต์ จำนวนการเปลี่ยนจุด ดีสัมพันธ์กับจุดศูนย์ถ่วงถูกกำหนดโดยสูตร

, (1.3)

ที่ไหน ฉัน กับ– โมเมนต์ความเฉื่อยของแท่น S สัมพันธ์กับแกนที่ผ่านจุดศูนย์ถ่วง, m 4 ;

ชม. กับ- ความลึกของการจุ่มจุดศูนย์ถ่วงของไซต์ m;

ส– พื้นที่ของไซต์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา m2

จุดที่ใช้แรงที่เกิดขึ้น เอฟความดันอุทกสถิตอยู่ระหว่างจุด ดีและ ค.
1.4 อุปกรณ์ วิธีการทางเทคนิค และเครื่องมือ
ในการดำเนินงานในห้องปฏิบัติการคุณต้องมี:

– การติดตั้งเพื่อทำการทดลอง