Теоретичні відомості. Прилад - це трубка із змінним поперечним перерізом (рис

Опис приладу

Прилад - це трубка із змінним поперечним перерізом (рис. 1), з кожним перетином якої зв’язані вертикальні манометричні трубки 2, з’єднані між собою і з насосом 3 для нагнітання повітря. Міліметрова шкала 4 дає можливість відрахувати різницю тиску в обох перетинах. Трубка шарнірно з’єднана з підвісною 1, яку за допомогою гвинтів 5 встановлюють горизонтально, виконуючи контроль за тиском 6.

Рівняння Бернуллі перевіряється шляхом порівняння об’ємних витрат води, визначених за законом Бернуллі і виміряних за допомогою мензурки і секундоміра.

Використовуючи закони збереження енергії для стаціонарної течії ідеально нестискальної рідини, Бернуллі одержав рівняння, згідно з яким сума статичного, гідростатичного і динамічного тиску вздовж будь-якої лінії течії є величина постійна.

(1)

Рис. 1. Прилад для перевірки закону Бернуллі  

Рівняння Бернуллі одержано для ідеальної рідини, але воно достатньо добре описує і рух реальних рідин з малим внутрішнім тертям.

Повторимо, що установка для експериментальної перевірки закону Бернуллі є течією змінного перерізу. В кожному перерізі знаходяться вертикальні манометричні трубки. Знаючи поперечні перерізи і різницю тисків, які вимірюються в перерізах, можна визначити об’єм води, яка щосекундно протікає за течією, а також витрати води. Нехай поперечні перетини течії води рівні і , відповідні швидкості і , тиск і . Тоді рівняння Бернуллі для горизонтальної течії і умова неперервності потоку запишеться:

; . (2)

Розв’язуючи систему рівнянь (2) відносно , одержимо:

. (3)

Витрати води (об’єм води, що проходить через переріз за 1 с) можна визначити за формулою:

(4)

Різниця тисків виміряється манометром:

, (5)

де - густина води, - різниця рівнів води в обох трубках манометра.

Підставимо вираз (5) в (4) і, враховуючи, що в установці = 22 мм,

= 8,0 мм (), одержимо робочу формулу для підрахунку витрат води:

(6)

Безпосередньо витрату води розраховуємо як відношення об’єму води _, що натече в мензурку за час , до часу наповнення:

(7)

Порівнюючи витрати води, одержану безпосереднім вимірюванням згідно (7), з витратою води, вирахуваною на основі закону Бернуллі, можна перевірити його правильність для декількох швидкостей течії води (рівних значень ).

Дата добавления: 2015-05-24