Установка для исследования законов гидроаэродинамики

Введение 1
2. Общие сведения о гидродинамике 3
3. Неразрывность струи 4
4. Уравнение Бернулли 7
5. Истечение жидкости из отверстия 9
6. Силы внутреннего трения 12
7. Ламинарное и турбулентное течения 15
8. Течение жидкости в круглой трубе 16
9. Экспериментальная часть 20
10. Заключение 21
11. Литература 22
Купить

Гидроаэродинамика - это раздел механики, в котором изучаются движение несжимаемых газов и жидкостей и взаимодействие их с твёрдыми телами. Методами гидроаэродинамики (в дальнейшем - гидродинамика) можно исследовать также движение газов, если скорость этого движения значительно меньше скорости звука в рассматриваемом газе. Движение газа при скорости движения близкой к скорости звука или превышающей её исследуется в газовой динамике. В гидродинамике применяются основные законы и методы механики и, учитывая общие свойства жидкостей, получают решение, позволяющее определить скорость, давление и касательную напряжения в любой точке занятого жидкостью пространства. Это даёт возможность рассчитать, в частности, и силы взаимодействия между жидкостью и твёрдым телом.
Главными свойствами жидкости, с точки зрения гидродинамики, являются её лёгкая подвижность, или текучесть, выражающаяся в малом сопротивлении жидкости деформациям сдвига. В гидродинамике принимается, что жидкости не сопротивляются растяжению.
Основные уравнения гидродинамики получаются путём применения общих законов физики к элементарной массе, выделенной в жидкости, с последующим переходом к пределу при стремлении к нулю объёма, занимаемого этой массой. Одно из уравнений, называемое неразрывности уравнением, получается путём применения к элементу, выделенному в жидкости, закона сохранения массы; другое уравнение (или в проекциях на оси координат — три уравнения), получается в результате применения к элементу жидкости закона о количестве движения, согласно которому изменение количества движения элемента должно совпадать по величине и направлению с импульсом силы, приложенной к нему. Решение общих уравнений гидродинамики весьма сложно и может быть доведено до конца не всегда, а только в небольшом числе частных случаев. Поэтому приходится упрощать задачи путём отбрасывания в уравнениях членов, которые в данных условиях имеют менее существенные значение для определения характера течения. Например, в ряде случаев можно с достаточной для практики точностью описать реально наблюдаемое течение, пренебрегая вязкостью жидкости, таким образом, приходят к теории идеальной жидкости, которую можно применять для решения многих гидродинамических задач. В случае движения жидкостей с весьма большой вязкостью (густые масла и т.п.) величина скорости течения изменяется незначительно и можно пренебречь ускорением. Это приводит к другому приближённому решению задач гидродинамики.
Элементы гидроаэродинамики изучают в профильных школах, более детально - в вузах. Уроки или лекции сопровождаются показом демонстрационных опытов. В частности, используется модель трубы переменного сечения в оргстекле. Этот опыт показывает в проекции и требует соединения с водопроводом. Все это излишне усложняет опыт. Кроме того, эту модель нельзя использовать в качестве лабораторной работы.
В этой связи не потерял актуальности проблема создания укрупненных установок с трубами переменного сечения.
И целью данной работы является:
1. Собрать установку для демонстрации закона Бернулли;
2. Изучить теорию гидродинамики.
Задачи;
1. Изучить теорию гидроаэродинамики;
2. Создать установку из двух труб разного сечения;
3. Подобрать воздуходувку обеспечивающую необходимый поток воздуха;
4. Использовать чувствительные манометры мембранного типа;
5. Испытать установку в рабочем режиме.
Основы теории работы и описание экспериментальной установки изложены в данной ВКР.
Купить