Prehľad laboratórnych prác z hydrauliky. Roslyakov A.I. Laboratórny workshop hydrauliky, hydraulických strojov a hydraulických pohonov - súbor n1.doc. Analýza výsledkov. Záver k práci

MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY RUSKEJ FEDERÁCIE Štátna univerzita v Tolyatti

Ústav stavebníctva Katedra zásobovania vodou a hygieny

METODICKÉ POKYNY

za laboratórne práce v odbore „HYDRAULIKA“

za akademického poradcu

Tolyatti 2007

MDT 532,5 (533,6)

Pokyny pre laboratórne práce v odbore „Hydraulika“ pre študentov denného štúdia stavebných odborov. / Comp. Kalinin A.V., Lushkin I.A. – Togliatti: TSU, 2006.

Sú načrtnuté ciele, zámery a program laboratórnych prác, sú uvedené pokyny na prípravu na prácu a ich realizáciu.

Ill. 12. Tabuľka 8. Bibliografia: 5 titulov.

Zostavili: Kalinin A.V., Lushkin I.A. Vedecký redaktor: Vdovin Yu.I.

Schválené redakčnou a vydavateľskou sekciou metodickej rady ústavu.

© Štátna univerzita v Tolyatti, 2007

Pokyny pre prácu v laboratóriu

Základom študovaného predmetu je osvojenie si počiatočných zručností študentov vo vedení výskumnej práce, pochopenie výsledkov laboratórneho výskumu, prezentovanie a obhajoba získaných výsledkov. Laboratórne práce sa realizujú v laboratóriách odboru zásobovania vodou a hygieny. Počas práce má študent možnosť vidieť a študovať javy vyskytujúce sa v kvapaline, robiť merania fyzikálnych veličín, osvojiť si metodiku zakladania experimentov, získať zručnosti v spracovaní údajov získaných ako výsledok experimentu, prezentovať výsledky výskumu. . Počas laboratórnych prác sa žiak musí naučiť používať meracie prístroje.

Pred vykonaním laboratórnych prác sa sledujú vedomosti študenta o teoretickom materiáli na tému experimentálneho výskumu. Kontrolu vykonáva akademický konzultant formou testu. Študent môže vykonávať laboratórne práce, ak správne odpovie na 40% testových otázok.

V laboratórnych prácach č. 4 a č. 5 musí študent pred vykonaním experimentálnej štúdie vypočítať parametre fyzikálneho modelu. Výsledky výpočtu sú prezentované akademickému konzultantovi. Ak študent výpočet neukončil, študent sa nemôže zúčastniť experimentálneho štúdia.

Výsledky experimentálnej štúdie sú prezentované vo forme správy. Správa obsahuje: účel diela, schému inštalácie, základné výpočtové vzorce, tabuľky meraní a výpočtov, grafy, závery. Výsledky štúdie sa po preskúmaní akademickým poradcom používajú pri návrhu krátkeho potrubia.

Popis univerzálneho hydraulického stojana GS - 3

Univerzálny hydraulický stojan (pozri obr. 1) je určený pre laboratórne a výskumné práce, ktorých účelom je štúdium zákonitostí pohybu tekutín. Hydraulický stojan bol vyvinutý na Katedre tepelnej techniky a tepelných motorov Štátnej aerodynamickej univerzity v Samare.

Hlavné prvky hydraulického stojana:

tlakové a prijímacie zariadenie;

pracovná oblasť;

čerpadlo;

meracie zariadenia.

Na stojane 4 je tlaková nádoba 2 vyrobená z nehrdzavejúcej ocele vo forme gule. Tlaková nádoba má výstupné potrubie 3, ku ktorému je pomocou tesnenia pripevnená pracovná sekcia 15. Druhý koniec pracovnej sekcie je v potrubí zaistený pomocou gumovej manžety, ktorá je na sekciu nasunutá mechanizmom 17.

Voda vstupuje do tlakového potrubia z čerpadla 9, keď je ventil 8 otvorený. Počas experimentu musia byť prívodný ventil 6 a vypúšťací ventil 7 uzavreté. Prietok vody cez pracovný priestor je regulovaný ventilom 18 na výstupe z pracovného priestoru a ventilom 8

Ryža. 1. Schéma hydraulického stojana

Prijímacím zariadením je nádrž 22 pripojená k odtokovému potrubiu 12. Meracia nádrž 20 je namontovaná nad prijímacou nádržou na konzole 10 na meranie prietoku vody. Na konzole je nainštalovaná vanička 11, ktorá slúži na zachytávanie vody a jej vypúšťanie do odmernej nádrže 20. Na dne odmernej nádrže je ventil 21, ovládaný pákovým mechanizmom.

Meracie prístroje sú reprezentované piezometrickým štítom 13, na ktorom je namontovaných sedem sklenených trubíc. Pretlak v tlakovej nádobe sa meria štandardným tlakomerom 1. Pri meraní prietoku vody sa súčasne s uzavretím ventilu na ovládacom paneli 5 zapnú elektrické stopky. Po naplnení určitého objemu odmernej nádrže vodou (3 litre) sa zopne kontakt hladinového spínača a súčasne sa zastavia elektrické stopky.

Hydraulický stojan pracuje v uzavretom okruhu s prečerpávaním vody zo zásobnej nádrže, jej odvádzaním do prijímacej nádrže a privádzaním pod tlakom do zásobnej nádrže.

Laboratórna práca č. 1 Stanovenie hodnoty koeficientu viskozity vody

1. Účel práce: experimentálne stanovenie viskozitného koeficientu a hustoty vody pri danej teplote. Experimentálne výsledky sa používajú na výpočet krátkeho potrubia.

2. Pracovný program:

2.1 Stanovte viskozitu vody pri danej teplote pomocou Engleho viskozimetra

2.2. Hustotu kvapaliny zmerajte hustomerom. 2.3 Stanovte dynamickú viskozitu testovacej kvapaliny.

3. Popis usporiadania laboratória a meracích prístrojov

Englerov viskozimeter(obr. 2) pozostáva z kovového valca 1 s guľovitým dnom s otvorom. Otvor je uzavretý tyčou 2. Pri skúmaní závislosti zmeny viskozity kvapaliny od teploty sa valec umiestni do vodného kúpeľa 3 s regulovateľným ohrevom vody.

Obr. 2. Englerov viskozimeter

Princíp činnosti hustomeru (pozri obr. 3) je založený na využití Archimedovho zákona, podľa ktorého Archimedova sila pôsobí zvisle nahor na teleso umiestnené v kvapaline. Veľkosť tejto sily závisí od hustoty kvapaliny. Čím väčšia je hustota kvapaliny, v ktorej je teleso umiestnené, tým väčšia bude Archimedova sila, ktorá vytlačí teleso z kvapaliny. Na telo je možné aplikovať značky vo forme plaváka, ktoré zodpovedajú rôznym hodnotám hustoty, a podľa toho, ako viditeľný je takýto „plavák“ nad povrchom kvapaliny, posúďte hustotu tejto kvapaliny.

Ryža. 3. Hustomer

4. Pracovný poriadok:

4.1. Do valca 1 nalejte ≈ 250 cm 3 testovacej kvapaliny a pod otvor umiestnite odmernú nádobu.

4.2. Pomocou tyče 2 otvorte otvor vo valci a súčasne zapnite stopky.

4.3. Určte čas τ 1 výtok z valca s objemom 200 cm3 testovanej kvapaliny pri izbovej teplote. Pokus opakujeme aspoň 3x.

4.4. Opatrne utrite valec a nalejte ho do neho so zatvoreným spodným otvorom ≈ 250 cm 3 referenčná kvapalina (destilovaná voda).

4.6. Určte čas expirácie τ 2 referenčná kvapalina.

4.7. Na určenie hustoty ρ nalejte skúmanú kvapalinu do vysokej odmerky. Hustomer spustíme do pohára a pomocou hydrometrickej stupnice určíme hustotu kvapaliny.

4.8. Určte priemerný čas expirácie τ 1sr a τ2sr

τ av = τ " + τ " + ... + τ n, n

kde n je počet meraní. 4.9. Výpočet Englerových stupňov

°E = τ 1sr.

τ 2sr

4.10. Koeficient kinematickej viskozity ν určíme pomocou Ubelodeho vzorca

ν = (0,0732° Oe- 0,0631° Oe).

4.11. Dynamický viskozitný koeficient μ zistíme pomocou vzorca

ν = μ ρ .

4.12. Výsledky meraní a výpočtov sú zhrnuté v tabuľke 1 a používajú sa pri výpočte krátkeho potrubia

stôl 1

5. Závery

Viskozita testovanej kvapaliny

Laboratórna práca č.2 Štúdium zákonitostí pohybu tekutín

1. Cieľ práce: Experimentálne potvrdenie záverov zo štúdia témy „Základy dynamiky tekutín a kinematiky“, získanie zručností pri konštrukcii tlakového vedenia a piezometrického vedenia krátkeho potrubia.

2. Pracovný program:

2.1 Určte tlak H v troch bodoch na osi potrubia, nájdite tlakovú stratu. 2.2 Určte rýchlosť prúdenia na osi potrubia.

2.3 Nakreslite grafy zmien celkového tlaku H a hydrostatického tlaku H p po dĺžke potrubia.

3. Popis inštalácie. Laboratórne práce sa realizujú v priestoroch laboratória hydrauliky odboru sociálnej starostlivosti a násilia. Pracovná časť hydraulického stojana, na ktorej sa pracuje, je šikmá kovová rúra premenlivého prierezu (obr. 4). Na meranie statického a celkového tlaku kvapaliny sú v častiach 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 a 5-5 nainštalované piezometrické a Pitotovy trubice. Prúd tekutiny v potrubí je regulovaný ventilom umiestneným na konci pracovnej časti stojana.

Ryža. 4. Schéma pracovnej oblasti hydraulického stojana

4. Pracovný poriadok:

4.1. Zapneme inštaláciu.

4.2. Otvorte ventil na konci pracovnej oblasti stojana.

4.3. Meriame vzdialenosť medzi úsekmi potrubia l a ordinátou z v každom úseku.

4.3. Po výstupe vzduchových bublín z trubíc zaznamenávame hodnoty piezometra

A Pitotovy trubice vo všetkých sekciách.

4.4. Vypnite inštaláciu.

4.5. Stanovenie strát energie medzi úsekmi

vw 1-2 = H1-H2, vw2-3 = H2-H3 atď.,

kde h w 1 − 2 – strata tlaku medzi sekciami 1-1 a 2-2; h w 2 − 3 – strata tlaku medzi sekciami 2-2 a 3-3; H 1 , H 2 , H 3 – Hodnoty Pitotovej trubice v častiach 1-1, 2-2 a 3-3.

4.6. Nájdite nameraný rýchlostný tlak v každej sekcii

kde Hi sú hodnoty Pitotovej trubice v zodpovedajúcej časti; H pi – hodnoty piezometrickej trubice v príslušnej sekcii.

4.7. Určte rýchlosť prúdenia na osi potrubia

υ = 2 gh υ .

4.8. Výsledky výskumu sú zaznamenané v tabuľke 2. Tabuľka 2

n1.doc

FEDERÁLNA AGENTÚRA PRE VZDELÁVANIE

Technologický inštitút Biysk (pobočka)

štátna vzdelávacia inštitúcia

vyššie odborné vzdelanie

„Altajská štátna technická univerzita

ich. I.I. Polzunov"

A.I. Rosľakov, L.V. Lomonosov

LABORATÓRNE PRAKTIKÁ

o hydraulike, hydraulických strojoch a hydraulických pohonoch
Metodické odporúčania na vykonávanie laboratórnych prác

v kurzoch „Hydraulika“, „Hydraulika a hydraulické stroje“,

„Základy hydrauliky a hydraulického pohonu“ pre študentov odborov:

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

MAPP–260601, DVT–270109

Vydavateľstvo Altajskej štátnej technickej univerzityich. I.I. Polzunová

Recenzent: Vedúci katedry MAHIPP BTI Altai State Technical University

Profesor Kunichan V.A.

Práca bola vypracovaná na oddelení „Zásobovanie teplom a plynom a vetranie, procesy a prístroje chemickej technológie“

Roslyakov, A.I.

Laboratórna dielňa hydrauliky, hydraulických strojov a hydrauliky

Roddrives: metodické odporúčania pre vykonávanie laboratórnych prác v predmetoch „Hydraulika“, „Hydraulika a hydraulické stroje“, „Základy hydrauliky a hydraulických pohonov“ pre študentov odborov: TM –151001, VUAS – 170104, AT – 1902603, 1AP7603,0603 , MAPP –260601, DVT – 270109 / A.I. Rosľakov, L.V. Lomonosov. – Alt. štát tech. Univerzita, ZINZ. – Biysk: Vydavateľstvo Alt. štát tech. Univ., 2009. – 137 s.
Laboratórny workshop obsahuje popis pravidiel, postupu a metodiky pri vykonávaní laboratórnych prác, znázorňujúci základné zákony pokoja a pohybu tekutiny, ako aj zoznam otázok, ktorých znalosť je potrebná na zvládnutie časti „Základy hydrauliky a hydraulického pohonu“, „Hydraulika“, „Hydraulika a hydraulické stroje“ pre študentov strojárskych odborov.

©A.I. Rosľakov, L.V. Lomonosová, 2009

© BTI AltSTU, 2009

STANOVENIE SILY HYDROSTATICKÉHO TLAKU 6

1.1 Účel práce: 6

1.3 Teoretické informácie 6

1.5 Popis inštalácie 9

1.7 Spracovanie experimentálnych údajov 12

1.8 Testovacie otázky 12

2.1 Účel práce: 15

2.3 Teoretické informácie 15

2.3.1 Spôsoby pohybu reálnej tekutiny 15

2.7 Spracovanie experimentálnych údajov 21

6.2 Príprava na laboratórnu prácu: 56

ÚVOD
Pre úspešné štúdium viacerých hlavných odborov potrebujú študenti mnohých chemických a mechanických odborov poznať základné zákony pokoja a pohybu kvapalín. V budúcnosti musia často aplikovať znalosti základov hydrauliky pri riešení konkrétnych inžinierskych problémov. Napríklad strojní inžinieri v chemickom a príbuznom priemysle vypočítavajú a navrhujú všetky druhy potrubí, nádrží a zariadení potrebných na presun, skladovanie a spracovanie kvapalných a plynných produktov, vypočítavajú a regulujú prevádzkový režim čerpadiel; Strojní inžinieri používajú hydraulické pohony na automatizáciu a mechanizáciu operácií na spracovanie dielov, rezanie a lisovanie, montáž a balenie produktov, balenie a dávkovanie sypkých a tekutých produktov. Hydraulické stroje, hydraulické a pneumatické pohony nachádzajú široké uplatnenie aj v iných odvetviach: zásobovanie vodou a meliorácia, hutníctvo a doprava, stavebníctvo a poľnohospodárstvo. Preto vo všeobecnom inžinierskom vzdelávaní študentov väčšiny chemických a strojných odborov je kurz hydrauliky veľmi dôležitý. Jeho úspešné zvládnutie výrazne napomáhajú študenti absolvovaním laboratórneho workshopu.

Účelom workshopu je upevniť teoretický materiál v kurze hydrauliky, získať zručnosti pri práci s prístrojovou a inou výskumnou technikou.

LABORATÓRNE PRÁCE č.1.

STANOVENIE HYDROSTATICKEJ TLAKOVEJ SILY

(4 HODINY)

1.1 Účel práce:

– experimentálne určiť silu hydrostatického tlaku a jeho stred tlaku;

– zostrojte diagram hydrostatického tlaku.
1.2 Príprava na laboratórnu prácu:
– preštudovať si materiál k téme tejto práce v tejto príručke;

– naučiť sa definície základných pojmov a termínov danej témy

Základné pojmy a pojmy:

- absolútny pokoj;

– vákuum;

- hydrostatika;

- tlak;

- ideálna kvapalina;

- pretlak;

– masové sily;

- hustota;

– povrchové sily;

- rovný povrch;

– rovnováha;

- voľný povrch;

– centrum tlaku.

1.3 Teoretické informácie

Všetky vonkajšie a vnútorné sily pôsobiace na kvapalinu sú plynule rozložené buď po jej objeme (masové sily), alebo pozdĺž povrchu ( povrchný). V dôsledku pôsobenia vonkajších síl vzniká vo vnútri tekutiny v pokoji normálové napätie, ktoré sa rovná limitu, ku ktorému smeruje pomer sily k ploche (obrázok 1.1), na ktorú pôsobí, keď hodnota plochy smeruje k nule. , t.j. pri ťahaní plošiny do bodu

Hydrostatický tlak sa nazývajú normálové napätia, ktoré vznikajú v kvapaline pod vplyvom vonkajších síl .

Vyznačuje sa dvomi vlastnosťami:

–
hydrostatický tlak v bode pôsobí kolmo na oblasť pôsobenia a smeruje do uvažovaného objemu kvapaliny, to znamená, že je stlačený;

– veľkosť tlaku v danom bode je vo všetkých smeroch rovnaká, to znamená, že nezávisí od uhla sklonu plošiny, na ktorú pôsobí.

Veľkosť hydrostatického tlaku (pozri obrázok 1.1) závisí od hĺbky ponorenia ( h) predmetného bodu do objemu kvapaliny, mernej hmotnosti kvapaliny  a hodnoty tlaku v objeme nad voľnou hladinou a sú vypočítané pomocou základnej rovnice hydrostatiky:

, (1.1)

kde   – merná hmotnosť kvapaliny, rovná súčinu hustoty a tiažového zrýchlenia, N/m 3 .

G

Obrázok 1.2 – Schéma

hydrostatický tlak
Grafické znázornenie závislosti hydrostatického tlaku od hĺbky ponoru je tzv tlakový diagram(Obrázok 1.2). Schéma hydrostatického tlaku pôsobiaceho na zvislú rovnú stenu pod tlakom kvapaliny s hĺbkou h, je konštruovaný nasledovne. Za počiatok súradníc sa považuje priesečník hladiny hladiny kvapaliny so stenou OA. Nadmerné hydrostatické tlaky sú vynesené na zvolenej mierke pozdĺž horizontálnej osi, ktorá sa zhoduje so smerom hydrostatického tlaku, a zodpovedajúce hĺbky kvapaliny sú vynesené pozdĺž vertikálnej osi. h. Prvý bod sa odoberie na povrchu kvapaliny, kde h= 0 a = p A. Druhý bod je v spodnej časti, kde je tlak

Výsledné body sú spojené priamkou. V dôsledku toho sa získa diagram nadmerného hydrostatického tlaku na plochej vertikálnej stene vo forme trojuholníka. Diagram absolútneho tlaku je skonštruovaný podobným spôsobom. V praxi sú však dôležitejšie sily vznikajúce pôsobením tekutiny na rôzne steny.

Napríklad sila hydrostatického tlaku ( F) kvapaliny na plochú stenu ponorenú do kvapaliny (pozri obrázok 1.1) sa rovná súčinu plochy povrchu S veľkosťou hydrostatického tlaku R s v hĺbke h c ponorenie ťažiska posudzovaného povrchu:

Výsledná sila sa teda skladá z dvoch zložiek:

– pevnosť tlak v objeme nad voľnou hladinou:

;

– pevnosť F c tlak závažia v hĺbke ťažiska ponoru

.

TlakR 0 nanesený na voľný povrch sa prenáša do všetkých bodov kvapaliny v celom objeme vo všetkých smeroch bez zmeny hodnoty(Pascalov zákon), to znamená rovnaké v ktoromkoľvek bode uvažovaného objemu kvapaliny. Preto komponent aplikovaný v ťažisku (bod S) posudzovanej lokality. Naopak, tlak závažia (pozri vzorec (1.1) a obrázok 1.1) je priamo úmerný hĺbke ponorenia. Preto je bod aplikácie komponentu F c(bodka D) bude umiestnený v strede diagramu pretlaku (trojuholník), umiestnený pod ťažiskom lokality. Množstvo posunu bodu D vzhľadom na ťažisko je určený vzorcom

, (1.3)

Kde ja s– moment zotrvačnosti plošiny S voči osi prechádzajúcej jej ťažiskom, m 4 ;

h s– hĺbka ponorenia ťažiska miesta, m;

S– plocha posudzovaného pozemku, m2.

Miesto pôsobenia výslednej sily F hydrostatický tlak je medzi bodmi D A C.
1.4 Vybavenie, technické prostriedky a nástroje
Na vykonanie laboratórnych prác potrebujete:

– zariadenie na vykonávanie experimentu;

Workshop prezentuje popisy šestnástich laboratórnych prác v disciplíne „Hydraulika“, z ktorých každá obsahuje stručnú teóriu, návod na implementáciu a testové otázky. Referenčný materiál je súčasťou prílohy. Slovník pojmov pozostáva z použitých pojmov a ich definícií.

Pre študentov v odbore 19060365 „Servis dopravných a technologických strojov a zariadení (Automobilová doprava)“ a 19050062 „Obsluha vozidiel“.

PREDSLOV

Štúdium hydrauliky študentmi odborov motorová doprava zahŕňa vykonanie určitého množstva laboratórnych prác. Táto zbierka obsahuje popisy laboratórnych prác a pokyny na ich vykonávanie.

Účelom laboratórneho workshopu je, aby si študenti upevnili látku prednáškového kurzu, rozvíjali zručnosti samostatnej práce s prístrojmi pri vykonávaní experimentov, osvojili si metódy určovania parametrov pohybujúcej sa tekutiny a vykonávali výpočty, ako aj schopnosť vyvodiť závery na základe získaných výsledkov.

Dokončenie každej úlohy trvá 2 hodiny. Keďže pri štúdiu odboru sú niektoré sekcie dané študentom na samostatné štúdium, metodické pokyny ku každej práci stručne načrtávajú teoretický materiál.

ÚVOD

Hydraulika je technická veda, ktorá študuje mechanické vlastnosti, zákony rovnováhy a pohybu tekutín. Pojem „kvapalina“ zahŕňa kvapôčkové, prakticky nestlačiteľné kvapaliny, ako aj plynné alebo stlačiteľné médiá.

Teoretický prístup je založený na Eulerovom princípe kontinuity, podľa ktorého sa kvapalina nepovažuje za súbor diskrétnych hmotných častíc, ale za kontinuum, t.j. spojité alebo spojité hmotné médium, ktoré umožňuje neobmedzenú deliteľnosť jeho častíc. Takýto pohľad na štruktúru hmoty je prijateľný, ak sú rozmery objemov, v ktorých sa skúmaný jav uvažuje, dostatočne veľké v porovnaní s rozmermi molekúl a ich voľnou dráhou.

V hydraulike sa vo veľkej miere využívajú experimentálne výskumné metódy, ktoré umožňujú korigovať teoretické závery, ktoré sa odchyľujú od skutočných javov.

Hlavné sekcie praktickej hydrauliky sú: prúdenie potrubím, prúdenie kvapaliny z otvorov a cez trysky, interakcia prúdenia s prekážkami, pohyb v poréznom médiu (filtrácia), ako aj hydraulické stroje.

LABORATÓRNE PRÁCE

Téma 1. ŠTUDOVANIE FYZIKÁLNYCH VLASTNOSTÍ
TEKUTINY

Cieľ práce: majstrovské metódy na meranie hustoty, tepelnej rozťažnosti, viskozity a povrchového napätia kvapalín.

Všeobecné informácie

Látka v kvapalnom agregovanom stave (kvapalná fáza) sa nazýva kvapalina. Kvapalný stav agregácie je stredný medzi pevným stavom, ktorý sa vyznačuje zachovaním svojho objemu, vytvorením povrchu a držaním určitej pevnosti v ťahu, a plynným stavom, v ktorom látka nadobúda tvar nádobu, v ktorej sa nachádza. Kvapalina má zároveň iba svoju vlastnú vlastnosť - tekutosť, t.j. schopnosť plasticky alebo viskózne sa deformovať pod vplyvom akýchkoľvek (vrátane ľubovoľne malých) napätí. Tekutosť je charakterizovaná hodnotou inverznou k viskozite.

Hlavnými charakteristikami kvapaliny sú hustota, stlačiteľnosť, tepelná rozťažnosť, viskozita a povrchové napätie.

Hustota homogénnej látky sa nazýva hmotnostný pomer m kvapaliny na svoj objem W:

ρ = m/ W.

Stlačiteľnosť– vlastnosť kvapaliny zmenšiť svoj objem vplyvom rovnomerného tlaku. Je posudzovaná koeficient stlačiteľnosti  p, ukazujúci relatívny pokles objemu kvapaliny Δ W/W so zvyšujúcim sa tlakom Δ ρ za jednotku:

βρ = (Δ W/W)/Δ ρ .

Tepelná rozťažnosť– vlastnosť kvapaliny meniť objem pri zahrievaní – charakterizovaná pri konštantnom tlaku, koeficient objemovej tepelnej rozťažnosti  T, čo sa rovná relatívnemu prírastku objemu Δ W/W v prípade zmeny teploty  T o jeden stupeň:

β T =(Δ W/W)/Δ T.

Pri zahrievaní sa spravidla zväčšuje objem kvapaliny.

Viskozita(vnútorné trenie) - vlastnosť tekutých telies odolávať pohybu jednej časti voči druhej. Je hodnotená koeficient dynamickej viskozity  , ktorý má rozmer Pa∙s. Charakterizuje odolnosť kvapaliny (plynu) voči posunu jej vrstiev.

Spolu s dynamickou viskozitou sa často používajú výpočty kinematický viskozitný koeficientν, ktorý je určený vzorcom

ν = μ /ρ

a merané pomocou m2/s alebo Stokesa (1 Stokes = 1 cm2/s).

Koeficienty dynamickej a kinematickej viskozity sú určené typom kvapaliny, nezávisia od rýchlosti prúdenia a s rastúcou teplotou výrazne klesajú.

Povrchové napätie- termodynamická charakteristika rozhrania medzi dvoma fázami, určená prácou reverzibilnej izotermickej tvorby na jednotku plochy tohto povrchu. V prípade rozhrania kvapaliny sa povrchové napätie považuje za silu pôsobiacu na jednotku dĺžky obrysu povrchu a smerujúcu k zmenšeniu povrchu na minimum pre dané objemy fáz. Charakterizované tým koeficient povrchového napätia  J/m2 = N/m. Práca na vytvorení nového povrchu sa vynakladá na prekonanie síl intermolekulárnej adhézie (kohézie) pri prechode molekúl látky z objemu tela do povrchovej vrstvy. Výslednica medzimolekulových síl v povrchovej vrstve nie je nulová a smeruje do fázy, v ktorej sú adhézne sily väčšie. Povrchové napätie je teda mierou nekompenzácie medzimolekulových síl v povrchovej (medzifázovej) vrstve alebo prebytku voľnej energie v povrchovej vrstve v porovnaní s voľnou energiou v objemových fázach.

Hodnoty hustoty, koeficientov stlačiteľnosti, objemovej tepelnej rozťažnosti, kinematickej viskozity a povrchového napätia pri teplote 20°C sú uvedené v tabuľke. bod 3.1 žiadosti.

Popis zariadenia na štúdium
fyzikálne vlastnosti kvapaliny

Zariadenie na štúdium fyzikálnych vlastností kvapaliny obsahuje 5 zariadení vyrobených v jednom priehľadnom puzdre (obr. 1), ktoré udáva parametre potrebné na spracovanie experimentálnych údajov. Zariadenia 3–5 začnú fungovať po otočení zariadenia o 180°. Teplomer 1 ukazuje teplotu okolia a tým aj teplotu kvapalín vo všetkých zariadeniach.

Ryža. 1. Schéma zariadenia:
1 – teplomer; 2 – hustomer; 3 – Stokesov viskozimeter;
4 – kapilárny viskozimeter; 5 – stalagmometer

1.1. Stanovenie koeficientu
tepelná rozťažnosť kvapaliny

Teplomer 1 (obr. 1) má sklenenú nádobku s kapilárou naplnenou teplomernou kvapalinou a stupnicu. Princíp jeho činnosti je založený na tepelnej rozťažnosti kvapalín. Zmena teploty okolia vedie k zodpovedajúcej zmene objemu termometrickej kvapaliny a jej hladiny v kapiláre. Úroveň udáva hodnotu teploty na stupnici.

Koeficient tepelnej rozťažnosti termometrickej tekutiny sa určuje na základe myšlienkového experimentu. Predpokladá sa, že teplota okolia sa zvýšila z dolnej (nuly) na hornú hraničnú hodnotu teplomera a hladina kvapaliny v kapiláre sa zvýšila o l.

Na určenie koeficientu tepelnej rozťažnosti je potrebné:

2. Vypočítajte prírastok objemu teplomernej kvapaliny

Δ W = π r 2 l,

Kde r– polomer kapiláry teplomera (uvedený na teplomere).

3. Berúc do úvahy počiatočný (pri 0 °C) objem termometrickej kvapaliny W(hodnota je uvedená na teplomere) nájdite koeficient tepelnej rozťažnosti β T = (Δ W/W)/Δ T a porovnajte ju s referenčnou hodnotou β T* (Tabuľka P. 3.1). Do tabuľky zadajte hodnoty použitých množstiev. 1.

stôl 1

1.2. Meranie hustoty kvapaliny pomocou hustomeru

Hustomer 2 (obr. 1) sa používa na stanovenie hustoty kvapaliny pomocou plavákovej metódy. Ide o dutý valec s milimetrovou stupnicou a závažím v spodnej časti. Hustomer vďaka závažiu pláva v testovacej kvapaline vo vertikálnej polohe. Hĺbka ponorenia hustomera je mierou hustoty kvapaliny a odčítava sa zo stupnice pozdĺž horného okraja kvapalinového menisku okolo hustomera. V konvenčných hustomeroch je stupnica odstupňovaná podľa hodnôt hustoty.

Počas práce je potrebné vykonať nasledujúce operácie:

1. Zmerajte hĺbku ponorenia h hustomer na milimetrovej stupnici na ňom.

2. Vypočítajte hustotu kvapaliny pomocou vzorca

ρ = 4m/(πd 2 h),

Kde m A d- hmotnosť a priemer hustomera (hodnoty sú uvedené na hustomere).

Tento vzorec sa získa porovnaním gravitácie hustomera G = mg a vznášajúcu sa (archimedovskú) silu F A = ρ gW, kde je objem ponorenej časti hustomera W = hπd 2 /4.

3. Porovnajte experimentálnu hodnotu hustoty  s referenčnou hodnotou  * (Tabuľka P. 3.1). Hodnoty použitých množstiev sú zhrnuté v tabuľke. 2.

tabuľka 2

Výsledky pozorovaní a výpočtov