Гидравлика (стр. 1 )

Министерство сельского хозяйства

и продовольствия РЕСПУБЛИКИ беларусь

_____________________

главное управление образования, науки и кадров

_____________________

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

,

ГИДРАВЛИКА

Рекомендовано учебно-методическим объединением высших

учебных заведений Республики Беларусь по образованию

в области сельского хозяйства в качестве лабораторного

практикума для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по специальностям

1-74 05 01 – Мелиорация и водное хозяйство,

1-74 04 01 – Сельское строительство и обустройство территорий

Горки 2010

Министерство сельского хозяйства

и продовольствия РЕСПУБЛИКИ беларусь

____________________

главное управление образования, науки и кадров

___________________

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

,

ГИДРАВЛИКА

Рекомендовано учебно-методическим объединением высших

учебных заведений Республики Беларусь по образованию

в области сельского хозяйства в качестве лабораторного

практикума для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по специальностям

1-74 05 01 – Мелиорация и водное хозяйство,

1-74 04 01 – Сельское строительство и обустройство территорий

Горки 2010

УДК 532.5 (075.8)

ББК 30.123 я 73

Г 94

Рекомендовано методической комиссией мелиоративно-строительного факультета 25.09.2009 (протокол № 1) и научно-методическим советом БГСХА 23.10.2009 (протокол № 2).

Компьютерный набор и верстку выполнили , .

Гульков, Н. Ф., Жарский, М. А.

Г 94 Гидравлика: лабораторный практикум. – Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2010. 136 с.

ISBN 978-985-467-283-0

Приведены задания, описание конструкций лабораторных установок, средств измерений, последовательность проведения опытов и обработки результатов, контрольные вопросы.

Для студентов специальностей 1-74 05 01 – Мелиорация и водное хозяйство, 1-74 04 01 – Сельское строительство и обустройство территорий.

Таблиц 34. Рисунков 33. Приложений 1. Библиогр. 5.

Рецензенты: В. Т. КЛИМКОВ, доктор техн. наук, профессор (УО «Белорусский национальный технический университет»); В. И. МРОЧЕК, канд. техн. наук, доцент (УО «Белорусско-Российский университет»).

УДК 532.5 (075.8)

ББК 30.123 я 73

© , , 2010

© Учреждение образования

«Белорусская государственная

ISBN 978-985-467-283-0 сельскохозяйственная академия», 2010

Введение

Лабораторный практикум по гидравлике содержит описание и методику проведения лабораторных работ, иллюстрирующих законы равновесия и движения жидкости.

Практикум предназначен для студентов инженерных специальностей сельскохозяйственных вузов как пособие при выполнении лабораторных работ по курсу «Гидравлика». Каждая лабораторная работа выполняется независимо от других работ, т. е. можно выполнять их избирательно, в соответствии с учебной программой для данной специальности в зависимости от объема курса гидравлики, читаемого на факультете, а также от возможностей гидравлической лаборатории.

Описание каждой лабораторной работы состоит из четырех основных частей:

1) общие сведения по теме, которой посвящена работа;

2) цель и задачи лабораторной работы;

3) описание опытной установки и порядок выполнения работы;

4) заполнение журнала измерений и обработка опытных данных с последующими выводами к лабораторной работе.

Методика и порядок проведения лабораторных работ описаны с расчетом на выполнение студентами полного объема работы самостоятельно. Обеспечению самостоятельности при проведении лабораторной работы и хорошему усвоению материала способствует условие, при котором состав группы, проводящей работу на экспериментальной установке, не превышает 10…12 студентов.

При составлении практикума предусматривалась простота изложения материала, чтобы он мог служить пособием также для студентов-заочников, самостоятельно изучающих курс гидравлики.

В практикуме набор лабораторных работ и описание лабораторных установок приводятся согласно имеющемуся оборудованию в лаборатории общей гидравлики УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия».

ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Порядок выполнения и оформления работ

При проведении лабораторных работ студент должен иметь журнал, который может быть составлен по образцам, приведенным в практикуме.

Перед началом конкретной лабораторной работы необходимо уяснить ее содержание и последовательность наблюдений и измерений. Общие сведения по теме, приведенные в начале каждой работы, изъяснены кратко, конспективно, с расчетом на то, что поставленная в лабораторной работе тема теоретически рассмотрена и студентом усвоена. Если теоретический материал темы не усвоен, то рекомендуется перед началом лабораторной работы ознакомиться с ним подробнее по соответствующему разделу курса гидравлики.

В журнале, прежде всего, вычерчивается схема экспериментальной установки с ее основными деталями и размерами. Выписываются основные формулы и зависимости, необходимые для вычислений определяемых в работе величин.

При вычислениях надо внимательно следить за правильной размерностью величин, подставляемых в формулы. Следует заметить, что ошибки студентов при обработке опытных материалов чаще всего происходят из-за несоответствия размерности величины в уравнениях. В расчетах необходимо использовать размерность величин в международной системе единиц измерений (СИ).

Если определяемая опытным путем величина может быть вычислена по теоретической или эмпирической формуле, то полученный опытный результат надо сравнить с вычисленным по формуле (со ссылкой на автора формулы).

Все наблюдения, измерения и вычисления во время опыта проводятся студентами самостоятельно. Преподаватель контролирует проведение опыта, обработку материала наблюдений и измерений и принимает выполненную работу. При сдаче работы студент должен дать качественную оценку результатов лабораторной работы.

Точность измерений

При проведении опытов следует твердо знать, с какой погреш-ностью можно измерить величины, определяющие искомую характеристику, и какова будет их точность.

Известно, что при выполнении измерений могут допускаться ошибки трех видов: 1) грубые ошибки как следствие описки, просчета, неправильного использования измерительного прибора, несоответ-ствия размерностей величин при вычислениях и т. п.; 2) систематические погрешности вследствие неточности постоянных прибора (смещение места нуля, наличие воздуха в подводящих трубках пьезометров и т. п.); 3) случайные погрешности, вызванные неточностью отсчетов в ту или другую сторону, неизбежно допускаемые наблюдателем. Ошибки первых двух видов могут быть сведены к минимуму при соответствующем внимании исполнителя, контроле записей и выверке инструментов. Снижение величин ошибок третьего вида достигается повторностью измерений.

Пусть, например, при измерении уровня воды по пьезометру сделано n отсчетов: Н1, Н2, ...Нп. Тогда среднеарифметический результат H = Нi/n, ошибка каждого измерения Нi = Н1 – Н, средняя ошибка H =Нi/n, а относительная погрешность измерений Н/Н.

В учебной лабораторной работе обычно из-за дефицита времени приходится ограничиваться двух или трехкратной повторностью опыта, что соответствующим образом сказывается на точности измерения величины.

Если искомая характеристика зависит от нескольких измеряемых величин, то по теории ошибок относительная погрешность ее определяется как сумма относительных погрешностей этих величин. Рассмотрим это на примере определения коэффициента расхода µ при истечении жидкости через круглое отверстие в стенке или насадок. Как известно, в этих случаях

,

где Q – расход;

ω = – площадь живого сечения, имеющего диаметр d;

Н0 – расчетный напор;

g – ускорение свободного падения.

Поэтому относительная погрешность вычисления коэффициента расхода µ будет равна сумме относительных погрешностей измерения расхода, диаметра выходного сечения, расчетного напора:

.

Цифры 2 и 1/2 учитывают степень соответствующей величины в формуле коэффициента расхода.

Если определяемая опытным путем величина может быть вычислена по теоретической или эмпирической формуле, то полученный опытный результат (Аоп ) нужно сравнить с вычисленным по формуле (Ат), определив относительную разность (%):

.

Работа 1. ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ

Давлением называют физическую величину, характеризующую напряжение в жидкости, т. е. равную силе, приходящейся на единицу площади. В энергетическом смысле давление пред­ставляет собой энергию, содержащуюся в единице объема жидкости. За единицу давления в системе СИ принят паскаль (1 Па=1 Н/м).