MECANICA FLUIDELOR V2 - stim.ugal.ro mecanica fluidelor - £ndrumar de laborator 1 mecanica...

download MECANICA FLUIDELOR V2 - stim.ugal.ro mecanica fluidelor - £ndrumar de laborator 1 mecanica fluidelor

of 76

  • date post

    31-Aug-2019
  • Category

    Documents

  • view

    98
  • download

    12

Embed Size (px)

Transcript of MECANICA FLUIDELOR V2 - stim.ugal.ro mecanica fluidelor - £ndrumar de laborator 1 mecanica...

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    1

    MECANICA FLUIDELOR

    NDRUMAR DE LABORATOR

    Florin POPESCU Lizica Simona PARASCHIV

    Spiru PARASCHIV Michael FRTIA Ioan ALEXANDRU

    2018

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    2

    Cuprins

    STUDIUL FENOMENELOR HIDROSTATICE ................................................................................................................ 3

    Descrierea standului ........................................................................................................................................... 3

    Fora Arhimedic ................................................................................................................................................ 5

    Capilaritate ......................................................................................................................................................... 8

    Fore de presiune ............................................................................................................................................. 12

    DETERMINAREA REGIMURILOR DE CURGERE ALE LICHIDELOR EXPERIMENTUL REYNOLDS .............................. 19

    Descrierea standului ......................................................................................................................................... 19

    Breviar teoretic ................................................................................................................................................. 21

    TEOREMA IMPULSULUI - ACIUNEA UNUI JET DE FLUID ASUPRA UNOR SUPRAFEE PLANE I CURBE .............. 24

    Descrierea standului ......................................................................................................................................... 24

    Breviar teoretic ................................................................................................................................................. 25

    STUDIUL HIDRODINAMICII CURGERII N CONDUCTE SUB PRESIUNE .................................................................... 29

    Descrierea standului ......................................................................................................................................... 29

    Breviar teoretic ................................................................................................................................................. 34

    Msurarea debitului cu ajutorul diafragmei, ajutajului sau tubului Venturi .................................................... 39

    Msurarea presiunii si a vitezei maxime ntr-o conduct cu ajutorul tubului Pitot sau ale unei prize de presiune static ................................................................................................................................................ 40

    Determinarea coeficienilor de pierdere uniform distribuit de sarcin pentru diferite tipuri de conducte .. 44

    Determinarea coeficienilor de pierdere local de sarcin pentru diferite singulariti ntlnite n sistemele de conducte (cot, curb, micorare de seciune, lrgire de seciune) .............................................................. 45

    Msurarea debitelor fluidelor cu ajutorul rotametrelor .................................................................................. 48

    Descrierea standului ......................................................................................................................................... 48

    STANDUL HELLE-SHAW PENTRU VIZUALIZAREA CURGERILOR POTENIALE ......................................................... 56

    Descrierea standului ......................................................................................................................................... 56

    Simularea curgerii poteniale n jurul unor profile diferite .............................................................................. 57

    STUDIUL FENOMENULUI LOVITURII DE BERBEC.................................................................................................... 64

    Descrierea standului ......................................................................................................................................... 64

    Studiul experimental al fenomenului loviturii de berbec n instalaii .............................................................. 66

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    3

    STUDIUL FENOMENELOR HIDROSTATICE

    Descrierea standului

    Standul este destinat studiului fenomenelor hidrostatice. Acesta permite efectuare mai multor experimente n acest domeniu.

    Lista experimentelor:

    Determinarea densitii apei Determinarea densitii relative a uleiului Determinarea tensiunii superficiale a apei Determinarea coeficientului cinematic de vscozitate pentru trei fluide diferite

    (apa, ulei, glicerina) Demonstrarea principiului lui Arhimede Determinarea poziiei metacentrului pentru un plutitor Determinarea excentricitii Familiarizarea cu diferite metode de msurarea presiunii Msurarea presiunii cu doua manometre tub U diferite (apa; mercur),

    manometru cu tub Bourdon, traductor de presiune Demonstrarea legii lui Pascal Msurarea presiunii statice si dinamice ntr-un fluid cu ajutorul prizelor de

    presiune statice si a tubului Pitot Demonstrarea transformrii izoterme a gazelor (Boyle-Mariotte)

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    4

    Standul cuprinde: o cntar cu taler o pahare cilindrice gradate o densimetru o rezervor paralelipipedic o tubulatura capilara o 2 placi de sticla si distaniere o sfera calibrate o cronometru o cilindru opac o rigla gradata o plutitor o balan o coloana circulara o 2 manometre tip U (apa, mercur) o manometru tip Bourdon o traductor de presiune o tub Pitot o prize presiune statica o rezervor alimentare o pompa

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    5

    Fora Arhimedic n cadrul acestui experiment va fi verificat prin msurtori legea lui Arhimede. Aceast lucrare se va desfura n zona 3 a standului de proprieti ale fluidelor i

    hidrostatic (vezi fig. 1).

    Fig. 1. Standul de proprieti ale fluidelor i hidrostatic Pentru realizarea msurtorilor avem la dispoziie un recipient cilindric (vezi fig. 2), un

    cilindru din material plastic prevzut cu posibilitatea de susinere la partea superioar pe o bar orizontal, o rigl gradat i o balan.

    Fora Arhimedic acioneaz asupra oricrui corp scufundat ntr-un lichid i este

    definit ca fiind egal cu greutatea volumului de lichid dezlocuit. n cazul acestui experiment volumul de ap dezlocuit de cilindrul din material plastic este:

    hd

    Vcil 4

    2=

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    6

    n consecin, conform enunului de mai sus, fora Arhimedic rezult:

    ghd

    gVF cilA

    4

    2

    ==

    Fora Arhimedic poate fi deci determinat dac se cunosc nlimea h i diametrul

    cilindrului din material plastic.

    Fig. 2. Determinarea mrimii forei Arhimedice n cazul n care montajul este aezat pe balan (fig. 2), asupra platanului acesteia

    acioneaz o for egala cu 0G G R

    + + , unde:

    0G

    reprezint greutatea apei considerate pn la limita inferioar a cilindrului din material plastic;

    G

    reprezint greutatea apei cuprinse n spaiul dintre cilindrul din material plastic i recipientul cilindric;

    R

    reprezint reaciunea exercitat de cilindrul din material plastic fa de fluid (egal i de sens contrar forei Arhimedice).

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    7

    Suma acestor fore pentru o anumit nlime h poate fi calculat d echilibrarea balanei cu masa m, ca fiind:

    mgRGG =++0

    Experimentele se vor desfura adugnd succesiv ap n recipientul cilindric (pentru

    circa 6 valori distincte ale nlimii h), nregistrnd masa de echilibrare a balanei i nlimea h corespunztoare.

    Diametrele cilindrului din material plastic d i al recipientului circular D trebuie

    msurate nainte de nceperea experimentului.

    Trebuie nregistrat de asemenea masa 0m de echilibrare a balanei pentru momentul n care suprafaa liber a lichidului ajunge la limita inferioar a cilindrului din material plastic suspendat.

    Determinai formula de calcul a reaciunii R pornind de la valorile

    0, , , , .

    i im m h d D

    Calculai pentru fiecare pereche de valori ,i im h msurate, valorile corespunztoare i

    R

    i Ai

    F .

    Determinai eroarea relativ ntre valorile

    iR i

    AiF cu relaia:

    100Ai

    iAi

    iF

    RF =

    Facei comentarii asupra mrimii erorii relative n funcie de nlimea msurat i

    h ,

    sau oricare alte elemente care vi se par semnificative.

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR

    8

    Capilaritate

    n cadrul acestui experiment va fi dedus i verificat variaia produsului hb (h nlimea la care se ridic apa ntre dou placi plane paralele distanate cu b una fa de cealalt) n funcie de distana b dintre plci.

    Aceast lucrare se va desfura n zona 1 a standului de proprieti ale fluidelor i

    hidrostatic (vezi fig. 1)

    Fig.1. Standul de proprieti ale fluidelor i hidrostatic

    Pentru realizarea msurtorilor avem la dispoziie un recipient dreptunghiular (vezi fig. 2), trei tuburi cilindrice de sticl cu diametrele interioare: 0,4 mm; 0,8 mm i 1,6 mm, dou plci de sticl i dou cleme (pentru prinderea plcilor) precum i fii din material plastic de diferite grosimi care permit distanarea diferit a plcilor. Grosimile fiilor din plastic sunt:

  • MECANICA FLUIDELOR - NDRUMAR DE LABORATOR