Студенческая. Лабораторная работа № 3 Построение линий энергии и потенциальной энергии № 217378

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

дисциплина: «Гидравлика»
Лабораторная работа № 3 Построение линий энергии и потенциальной энергии № 217378
Цена 100 руб.

1. иллюстрация уравнения Бернулли. построение линий энергии и потенциальной энергии
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Закон сохранения энергии в гидравлике выражается уравнением Бернулли. для струйки невязкой жидкости оно имеет вид

z+p/ρg+u2/2g=const , (1)
где z – нивелирная высота, м;
p – давление, Па;
ρ – плотность, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
u – скорость, м/с.

При движении вязкой жидкости имеют место потери на трение h1-2. Для потока вязкой жидкости уравнение Бернулли имеет вид:

z1+p1/ρg+v12/2g = z2+p2/ρg+v22/2g +h1-2 , (2)
Индексы «1» и «2» указывают на номер сечения, к которому относится величина.
Слагаемые уравнения выражают энергии, приходящиеся на единицу веса (силы тяжести) жидкости, которые в гидравлике принято называть напорами: Нn = z+p/ρg — пьезометрический напор (потенциальная энергия), Hк = v2/2g — скоростной напор (кинетическая энергия), Н = z+p/ρg+v2/2g — полный (гидродинамический) напор (полная механическая энергия жидкости), h1-2 — потери напора (потери механической энергии за счет ее преобразования в тепловую энергию). такие энергии измеряются в единицах длины, т.к. Дж/Н = м.
через гидродинамический напор уравнение Бернулли имеет вид:

H1-H2=h1-2 (3)
В формуле (2) V означает среднюю скорость, а коэффициент Кориолиса α учитывает распределение скоростей в живом сечении. Если мы соединим уровни жидкости в пьезометрах (см. рис.2), то получим линию потенциальной энергии, показывающую изменение потенциальной энергии потока относительно плоскости сравнения. Соединив гидродинамические напоры в разных сечениях , получим линию энергии. энергия h1-2 превращается в тепло и рассеивается в пространстве. Процесс превращения механической энергии в тепловую с последующим рассеиванием в пространстве называется диссипацией. диссипация – процесс необратимый. Потеря энергии на единицу длины называется гидродинамическим уклоном

i=-dН/dL=-d(z+p/ρg+v2/2g)/dL. (4)

Изменение потенциальной энергии характеризуется пьезометрическим уклоном

I=-d(z+p/ρg)/dL. (5)

Гидравлический уклон всегда положителен и равен тангенсу угла наклона между касательной к линии энергии в рассматриваемом сечении и обратным направлением движения.
В то же время давление вдоль движения может уменьшаться или увеличиваться (при увеличении или уменьшении скорости), вследствие чего пьезометрический уклон может быть и положительным и отрицательным.

1.2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Визуально наблюдать переход энергии из потенциальной в кинетическую и обратно.
Построить линии энергии и потенциальной энергии для трубопровода переменного сечения.

1.3. ОПИСАНИЕ опытного УСТРОЙСТВА
Устройство содержит баки 1 и 2, сообщаемые через каналы переменного 3 и постоянного 4 сечений (рис. 1). Каналы соединены между собой равномерно расположенными пьезометрами I-V, служащими для измерения пьезометрических напоров в характерных сечениях. устройство заполнено подкрашенной водой. В одном из баков предусмотрена шкала 5 для измерения уровня воды. При перевертывании устройства благодаря постоянству напора истечения но во времени, обеспечивается установившееся движение воды в нижнем канале. Другой канал в это время пропускает воздух, вытесняемый жидкостью из нижнего бака в верхний.

Рис.1. Опытное устройство: 1,2 — баки; 3,4 — каналы переменного и постоянного сечения; 5 — уровнемерная шкала; I-V – пьезометры

1.4. порядок ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. При заполненном водой баке 2 (рис.1) перевернуть устройство для получения течения в канале переменного сечения 3.
2. Снять показания пьезометров НП=p/(ρg) по нижним частям менисков воды в них.
3. Измерить время t перемещения уровня в баке на произвольно заданную величину S.
4. По размерам А и В поперечного сечения бака, перемещению уровня S и времени t определить расход Q воды в канале, а затем скоростные (НК) и полные (Н) напоры в сечениях канала по порядку, указанному в таблице 1.
площади сечений, см2

Студенческая. Лабораторная работа № 3 Построение линий энергии и потенциальной энергии № 217378


Форма заказа готовой работы

    Укажите Ваш e-mail (обязательно)! ПРОВЕРЯЙТЕ пожалуйста правильность написания своего адреса!

    Укажите № работы и вариант


    Соглашение * (обязательно) Федеральный закон ФЗ-152 от 07.02.2017 N 13-ФЗ
    Я ознакомился с Пользовательским соглашением и даю согласие на обработку своих персональных данных.


    Подтвердите, что Вы не бот


    Выдержка из подобной работы

    Сборник лабораторных работ по механике — Сочинение , страница 1

    тел полная механическая
    энергия остается постоянной, если
    взаимодействия между телами происходит
    с помощью силы гравитации или упругости
    (но не силы трения)

    Целью
    данной работы является лабораторная
    проверка выполнения механических
    законов сохранения и определение
    некоторых физических величин с помощью
    этих законов. При этом необходимо всегда
    иметь в виду, что при механическом
    движении всегда действуют силы трения
    и сопротивления. Поэтому потери
    механической энергии (переход ее во
    внутреннюю энергию) неизбежны. Но,
    учитывая работу сил трения, в любом
    случае можно применить общий закон
    сохранения энергии:
    E1
    = E2
    + Aтр
    Задание
    1. Проверка
    закона сохранения механической энергии
    с помощью машины Атвуда
    Оборудование:
    машина Атвуда с набором
    грузов и перегрузков, секундомер,
    линейка. Массы грузов, перегрузков и
    блока указаны в «паспорте» прибора.
    Полная
    механическая энергия движущихся грузов
    в машине Атвуда равна сумме потенциальных
    и кинетических энергий грузов и
    вращающегося блока
    Е
    = Еп1
    + Ек1
    +Еп2
    + Ек2
    + К

    кинетическая энергия вращения
    блока, где

    — момент инерции блока, 
    — угловая скорость его вращения.

    Требуется проверить, что
    механическая энергия системы одинакова
    (остается постоянной) в любом положении
    (в любой момент времени движения).
    Вычисление энергий проводить с точностью
    до 0,001 Дж.
    Остальные указания должны быть понятны
    при изучении формы отчета к заданию.
    Погрешности измерений в этом задании
    не будем учитывать – при тщательном
    выполнении опытов они составляют не
    более 5 %.
    Ответе
    на вопросы:

    Велик
    ли вклад в общую энергию системы
    кинетической энергии блока? Сколько
    максимально процентов он составляет
    по отношению полной энергии системы?
    Следовало ли вообще учитывать энергию
    вращения блока в данном опыте?
    Оцените
    в процентах потери механической энергии
    в «среднем» и «нижнем» положении по
    отношению к энергии «верхнего» положения.
    Сделайте
    вывод: «Выполняется ли с учетом потерь
    закон сохранения механической энергии
    в данном опыте? Можно ли применять этот
    закон к системам, подобным машине
    Атвуда?».

    Задание
    2. Применение
    з