Описание установки. Общий вид установки для изучения режимов движения жидкости представлен на Рис

Общий вид установки для изучения режимов движения жидкости представлен на рис. 4.3.Установка содержит напорный бак 1, стеклянную трубку 2, кожух 3, основание 4, мерный бак 5, водораспределительные коллекторы 6, 7 и органы управления. Схема гидравлической установки приведена на рис. 4.

Литой напорный бак представляет собой замкнутый объем, частично заполненный водой. Визуальный обзор уровня воды в напорном баке осуществляется через смотровые стёкла 8 и 9. По напорному трубопроводу 10 вода поступает сначала успокоитель, из которого через перфорированную перегородку выливается в остальную часть бака. Горизонт воды в напорном баке поддерживается постоянным благодаря холостому сливу, соединенному со сливным трубопроводом. К напорному баку закреплена коробка 11, в полости которой размещен резервуар с краской. Краска от резервуара по тонкой трубке 12 поступает в стеклянную трубку 2 диаметром 20x1, 25 служащую для визуального наблюдения режимов движущейся и ней жидкости. Температура воды в напорном баке измеряется лабораторным термометром.

Органы управления установкой расположены на передней панели 14, панели 15 и представляют собой рукоятки соответствующих кранов. Подключение установки к водопроводной сети и канализации осуществляется через штуцеры 16, размещенные на тыльной стороне основания установки.

Подключение установки к сети переменного тока производится с помощью сетевого шнура 17. Передняя панель 14 и 15 и шкала указателя уровня снабжены графическими символами, обозначающими назначение отдельных деталей.

Работа на установке заключается в визуальном наблюдении ламинарного и турбулентного режимов движения воды в стеклянной трубке и выполняется в следующей последовательности:

а) при повороте рукоятки 18 против часовой стрелки вода из водопроводной сети по напорному трубопроводу поступает в напорный бак и стеклянную трубку;

б) поворотом рукоятки 19 в том же направлении обеспечивается поступление краски в стеклянную трубку. После установления постоянного горизонта воды в напорном баке поворотом рукоятки 20 против часовой стрелки открывается кран, регулирующий скорость движения воды в стеклянной трубке. При незначительной скорости движения воды в стеклянной трубке установится ламинарный режим движения и краска, подводимая в стеклянную трубку, окрашивает только одну струйку потока.

Увеличивая скорость движения воды, замечаем, что ламинарный режим движения сохраняется до какой-то определенной величины скорости, после чего режим движения жидкости становится турбулентным - вода в стеклянной трубке окрашивается по всему объему.

При проведении вышеописанных опытов кран 21 должен быть открыт. Для создания оптимального обзора струйки краски в потоке воды предусмотрена подсветка стеклянной трубки лампой 22.

Кроме визуального наблюдения режимов движения жидкости при выполнении лабораторной работы необходимо определить критерии Рейнольдса, соответствующие режимам движения. Для подсчета критериев Рейнольдса необходимо определить расход жидкости в единицу времени, измеряемый в установке объемным способом. Суть этого способа состоит в измерении объема жидкости, заполняющей мерный бак за определенное время, измеряемое секундомером.