Обработка данных производится в следующем порядке:
1) Определяются опытные значения превышения любой точки параболоида вращения над его вершиной 0':
.
2) Определяют теоретические значения этого превышения по формуле
,
– угловая скорость вращения сосуда с жидкостью; – радиус вращения, то есть наикратчайшее расстояние от данной точки свободной поверхности до оси вращения сосуда.
Угловая скорость вращения сосуда, выраженная в радианах в секунду, равна:
,
где – частота вращения сосуда, об/мин.
3) Найденные значения сопоставляются между собой. Расхождение между величинами в процентах подсчитывается по формуле
.
4) Строятся опытная и теоретическая кривые свободной поверхности на одном чертеже.
5) Строятся эпюры избыточного гидростатического давления на дно и стенки сосуда для двух случаев: при относительном покое (во время вращения сосуда) и при абсолютном покое (до вращения).
Построение ведется для одной половины сосуда, в масштабе . Все данные для построения эпюр: глубины, гидростатические давления в характерных точках и т. д. должны быть записаны под каждой эпюрой.
Форма отчета.
Таблица 2.1 – Регистрация и обработка опытных данных [13]
№ точки | Отсчет по горизонтальной рейке , см | Радиус вращения точки , см | Отсчет по мерной игле , см | Превышение точки над вершиной параболоиды вращения | ||
по опыту , см | по расчету , см | расхождение , % | ||||
7. Контрольные вопросы:
1. Дать определение относительного и абсолютного покоя жидкости.
2. Что называется «поверхностью равного давления?»
3. Записать уравнение поверхности равного давления и пояснить его.
4. Записать, чему равна сила тяжести и ее единичная проекция на оси координат.
5. Записать, чему равна сила инерции и ее единичная проекция на оси координат.
6. Какова форма свободной поверхности в рассматриваемом случае вращающегося сосуда и при абсолютном покое жидкости?
7. Как определить гидростатическое давление в любой точке дна и стенки вращающегося сосуда?
8. Как определить полную высоту параболоида вращения?
9. Насколько опускается вершина параболоида и поднимаются его концы относительно первоначального уровня жидкости в сосуде?
10. Как определить гидростатическое давление в любой точке дна и стенки вращающегося сосуда?
11. Есть ли разница в величине гидростатического давления на дно и стенки сосуда до начала вращения его и во время вращения?
12. Как вычислить силу избыточного давления на дно сосуда?
13. Назвать примеры относительного покоя жидкости, встречающиеся в технике.
Лабораторная работа № 3