Экспериментальные учебные исследования по гидравлике и гидрологии
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Тематика:
Гидротехническое строительство
Издательство:
Российский университет транспорта
Автор:
Лупина Татьяна Авинеровна
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 51
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Специалитет
Артикул: 823978.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Учебно-методическое пособие к лабораторным работам по дисциплине «Гидравлика и гидрология» разработано в помощь студентам специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» специализаций «Строительство магистральных железных дорог», «Управление техническим состоянием железнодорожного пути».
Предлагаемое руководство включает работы, охватывающие общие вопросы гидростатики и гидродинамики, а также вопросы изучения гидравлических сопротивлений, режимов движения, потерь гидравлической энергии при равномерном и неравномерном напорном движении жидкости, исследования особенностей безнапорного движения, работы водосливов и сопряжения бьефов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА» Кафедра «Путь и путевое хозяйство» Т.А. ЛУПИНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УЧЕБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ГИДРАВЛИКЕ И ГИДРОЛОГИИ Учебно-методическое пособие к лабораторным работам по дисциплине «Гидравлика и гидрология» Москва – 2021
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА» Кафедра «Путь и путевое хозяйство» Т.А. ЛУПИНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УЧЕБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ГИДРАВЛИКЕ И ГИДРОЛОГИИ Учебно-методическое пособие для студентов специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» Москва – 2021
УДК 556 Л 85 Лупина Т.А. Экспериментальные учебные исследования по гидравлике и гидрологии: Учебно-методическое пособие. – М.: РУТ (МИИТ), 2021. – 51 с. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам по дисциплине «Гидравлика и гидрология» разработано в помощь студентам специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» специализаций «Строительство магистральных железных дорог», «Управление техническим состоянием железнодорожного пути». Предлагаемое руководство включает работы, охватывающие общие вопросы гидростатики и гидродинамики, а также вопросы изучения гидравлических сопротивлений, режимов движения, потерь гидравлической энергии при равномерном и неравномерном напорном движении жидкости, исследования особенностей безнапорного движения, работы водосливов и сопряжения бьефов. Рис. 11, табл. 4, библиогр. назв. 6. Рецензент: Заместитель директора Департамента эксплуатации АО «Скоростные магистрали» С.В. Федин. © РУТ (МИИТ), 2021
Введение Настоящее учебно-методическое пособие разработано в помощь студентам при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика и гидрология» и посвящено освоению следующих тем: «Гидростатика», «Основы гидродинамики», «Гидравлические сопротивления», «Движение жидкости в напорных трубопроводах», «Равномерное движение жидкости в открытых руслах», «Водосливы», «Установившееся неравномерное движение в открытых руслах и сопряжение бьефов». Данное руководство включает работы, охватывающие общие вопросы гидростатики и гидродинамики, а также вопросы изучения гидравлических сопротивлений, режимов движения, потерь гидравлической энергии при равномерном и неравномерном напорном движении жидкости, исследования особенностей безнапорного движения, работы водосливов и сопряжения бьефов. Все эти работы имеют большое учебное значение, так как обеспечивают студентам возможность самостоятельного проведения экспериментов, обобщения получаемых опытных данных и осмысления выводов, которые в курсе лекций излагались на основе схем и теоретических зависимостей, а также учат решать вопросы исследовательского характера. В настоящем издании представлены подробно все необходимые пояснения и справочные материалы, что позволяет студентам получить на занятии всю требующуюся для измерений и расчетов информацию и существенно сокращает затраты труда. Каждая учебно-исследовательская работа оформляется на соответствующем бланке путем дорисовывания схемы опытной установки, записи формул, результатов измерений и вычислений, построения графиков.
Результаты лабораторных исследований должны быть представлены студентом преподавателю в конце занятия по данной теме, проверены преподавателем и зачтены. При составлении описания лабораторных работ и экспериментальных учебных исследований использовался опыт их проведения в Гидравлической лаборатории им. проф. Ф.Е. Максименко РУТ (МИИТ). Техника безопасности при работе в гидравлической лаборатории 1. К работе в гидравлической лаборатории студент может быть допущен только после прохождения инструктажа по проведению лабораторных работ и усвоения безопасных методов их выполнения, о чем студент должен расписаться в журнале по технике безопасности. 2. Перед выполнением лабораторной работы необходимо тщательно изучить описание лабораторной установки (стенда) и порядок действий при выполнении измерений. 3. К выполнению лабораторной работы студенты могут приступать после того, как за каждым из них закреплено рабочее место и установлен порядок действий. 4. Непосредственно к работе на стенде студент может быть допущен только под руководством преподавателя и лаборанта, ответственного за технику безопасности. 5. Измерительные приборы и инструменты следует использовать только по прямому назначению. 6. Нельзя пользоваться неисправными приборами и инструментами, о любой неисправности необходимо сообщить преподавателю. 7. При выполнении работ могут возникнуть проблемы из-за неправильного обращения с измерительной
аппаратурой. В таких случаях необходимо прекратить работу и обратиться к преподавателю. 8. Категорически запрещается разбирать приборы или пытаться устранять неисправности самостоятельно.
Лабораторная работа №1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЙ И ТОЧНОСТИ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ Цель работы: Овладение методикой и техникой определения избыточного (манометрического) 𝑝изб и недостаточного (вакуумметрического) 𝑝вак давлений с помощью жидкостных и пружинных приборов. Для измерения давлений в неподвижной жидкости порядка 1∙ 10 − 2 ∙ 105 Н/м2 применяются жидкостные приборы: пьезометры и водяные вакуумметры; а в диапазоне 1 ∙ 104 − 1 ∙ 109 Н/м2 - пружинные приборы: манометры и пружинные вакуумметры. Рисунок 1. Схема для определения гидростатического давления в точках жидкости Гидростатическое давление при абсолютном равновесии однородной несжимаемой жидкости выражается основным уравнением гидростатики
𝑝 = 𝑝𝑜 + 𝛾ℎ, где 𝑝𝑜 – давление на свободную поверхность жидкости, рис. 1; 𝛾ℎ - давление от элементарного столба жидкости, расположенного над исследуемой точкой; 𝛾 – удельный вес жидкости; ℎ - высота столба жидкости над точкой (или глубина погружения данной точки жидкости под свободную поверхность). Экспериментальная установка и проведение опытов Избыточное давление измеряют с помощью установки, представленной на рис. 2, в трубке А-В с помощью двух приборов: водяного пьезометра и пружинного манометра. Измеряемое давление создается весом воды, расположенной в пьезометре от уровня свободной поверхности до оси трубки А-В. Рисунок 2. Установка для измерения избыточного давления
Вакуумметрическое давление измеряется с помощью установки, представленной на рис. 3, в трубке А'-В' с помощью двух вакуумметров: водяного 1 и пружинного 2. Измеряемое разрежение создается весом воды, расположенной в водяном вакуумметре от уровня свободной поверхности до оси трубки А'-В'. Рисунок 3. Установка для измерения вакуумметрического давления В гидравлической лаборатории обе установки расположены на общем стенде. После ознакомления с устройством опытной установки приступают непосредственно к измерениям. Сначала измеряют высоты столбов воды в водяных и пружинных приборах: пьезометре ℎ1 и водяном вакуумметре ℎ1 ′ , манометре ℎ2 и пружинном вакуумметре ℎ2 ′ . При этом отсчеты по шкалам должны браться по нижней точке вогнутого мениска жидкости так, чтобы глаза производящего измерения находились на одном с ним уровне.
Затем снимают показания пружинных приборов 𝑝ман.пр ′ и 𝑝вак.пр ′ , фиксируя значение давления по стрелке прибора с учетом цены деления его шкалы. Обработка и анализ опытных данных Учитывая размещение приборов относительно осей А-В и А'-В' и руководствуясь основным уравнением гидростатики, можно выразить избыточное и вакуумметрическое давления через показания соответствующих приборов, табл. 1. Таблица 1 Прибор Избыточное давление Вакуумметрическое давление Водяной пьезометр 𝑝пьез.вод = 𝛾в ∙ ℎ1 - Пружинный манометр 𝑝ман.пр = 𝑝ман.пр ′ + 𝛾в ∙ ℎ2 - Водяной вакуумметр - 𝑝вак.вод = 𝛾в ∙ ℎ1 ′ Пружинный вакуумметр - 𝑝вак.пр = 𝑝вак.пр ′ − 𝛾в ∙ ℎ2 ′ Все расчеты должны проводиться в единицах измерения системы МКГСС. В ходе расчета следует осуществить перевод найденных значений давлений из единиц системы МКГСС в единицы системы СИ, учитывая, что 1 кгс/м2 = 9,81 Н/м2. Величина удельного веса воды в расчете принимается 𝛾в = 0,001 кгс/см3.
Доступ онлайн
В корзину