Общее описание программного продукта
Программный продукт предназначен для имитационного выполнения лабораторных работ по основным разделам курса теоретической гидравлики для студентов высших и средне-специальных учебных заведений.
Перечень виртуальных лабораторных работ:
1. Исследование закона Паскаля
2. Относительный покой жидкости при вращении
3. Уравнение Бернулли при установившемся неравномерном движении жидкости
4. Гидравлические сопротивления напорного трубопровода
5. Исследование режимов движения жидкости
6. Истечение жидкости через малые отверстия в тонкой стенке и насадки
7. Исследование прямого гидравлического удара в напорном трубопроводе
8. Исследование напорной фильтрации в песчаном грунте
9. Диаграмма Бернулли для напорного трубопровода переменного сечения
10. Параметрические испытания центробежного насоса
11. Кавитационные испытания центробежного насоса
12. Исследование характеристик центробежного вентилятора
13. Определение скоростей в сечении круглой трубы
Тип целевого вычислительного устройства и поддерживаемая платформа: IBM–совместимый персональный компьютер под управлением Microsoft Windows.
Графическая составляющая программного обеспечения использует компонентную базу DirectX 9.0.c. Графический интерфейс пользователя программы реализован на русском и английском языках.
Минимальные системные требования
- Тактовая частота процессора: не менее 1.5 ГГц
- Оперативная память: не менее 2 Гб
- Видеопамять: не менее 256 Мб
- Разрешение экрана: не менее 1024x768x32
- Поддержка DirectX версии 9.0.c
- Стандартная клавиатура и компьютерная мышь с колесом прокрутки
- Средства воспроизведения звука (аудиоколонки или наушники)
Варианты лицензирования
Виртуальная лаборатория поставляется только для учебных организаций с установкой на неограниченное количество рабочих мест (корпоративная лицензия).
1. Исследование закона Паскаля
Цель работы заключается в измерении с помощью пружинных манометров гидростатического давления в трёх точках колонны, заглублённых на различную величину под уровень жидкости, находящейся в абсолютном покое под действием силы тяжести; подтверждении на основании опытных данных основного уравнения гидростатики и закона Паскаля; построении эпюры манометрического давления по глубине.
2. Относительный покой жидкости при вращении
Цель работы заключается в наблюдении процесса установления равновесия воды в открытом цилиндре, вращающемся с постоянной угловой скоростью вокруг вертикальной оси; измерении координат пяти точек свободной поверхности жидкости, расположенных от оси вращения на разном расстоянии; измерении высоты параболоида вращения и сравнении её с теоретической (с определением относительного отклонения); построении по опытным данным в масштабе параболоида вращения и двух эпюр манометрического давления (по глубине жидкости, на расстоянии от оси вращения, и по дну цилиндра).
3. Уравнение Бернулли при установившемся неравномерном движении жидкости
Цель работы заключается в определении опытным путем слагаемых уравнения Д. Бернулли для двух сечений стеклянной трубки, а также потери полного напора между сечениями; вычислении средних скоростей потока и отвечающих им скоростных напоров для указанных живых сечений потока жидкости; построении в масштабе по опытным данным пьезометрической линии и линии полного напора.
4. Гидравлические сопротивления напорного трубопровода
Цель работы заключается в определении по опытным данным значения коэффициента гидравлического трения и величины коэффициента местного сопротивления для трех видов местных сопротивлений; установлении (с помощью соотношений А. Д. Альтшуля или графика Никурадзе) области гидравлического сопротивления, в которых работали участки напорного трубопровода; вычислении значения коэффициентов гидравлического трения по соответствующим эмпирическим формулам; нахождении справочных значений коэффициентов местных сопротивлений; оценке сходимости опытных коэффициентов гидравлического трения и местного сопротивления с их расчетными (справочными) значениями; построении по опытным данным графика напоров.
5. Исследование режимов движения жидкости
Цель работы заключается в опытном подтверждении существования ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости путем наблюдения процесса окрашивания струйки воды в стеклянной трубке; вычислении по данным опытов значений числа Рейнольдса при ламинарном и турбулентном режимах, сравнении их с критическим; построении по опытным данным графика зависимости потери напора по длине от средней скорости потока, определении с его помощью критической скорости и критического числа Рейнольдса; подтверждении (с помощью построенного графика) пропорциональности потерь напора по длине средней скорости потока в первой степени при ламинарном режиме, а при турбулентном — в степени 1,75 ≤ m ≤ 2.
6. Истечение жидкости через малые отверстия в тонкой стенке и насадки
Цель работы заключается в определении по опытным данным коэффициентов: расхода отверстия, скорости отверстия, сжатия струи и сопротивления отверстия при истечении воды через малое круглое отверстие диаметром 2 см при постоянном напоре в атмосферу; определении величины коэффициентов расхода насадка и сопротивления насадка для внешнего цилиндрического и конических (сходящегося и расходящегося) насадков при постоянном напоре в атмосферу; сравнении значений коэффициентов, полученные в опытах, со справочными и расчете относительных отклонений.
7. Исследование прямого гидравлического удара в напорном трубопроводе
Цель работы заключается в определении опытным путем величины повышения давления при прямом гидравлическом ударе в напорном трубопроводе, сравнении ее с теоретической величиной, вычисленной по формуле Н. Е. Жуковского, расчете относительного отклонения.
8. Исследование напорной фильтрации в песчаном грунте
Цель работы заключается в подтверждении справедливости закона Дарси путём построения в масштабе (по данным пяти опытов) графиков зависимости скорости фильтрации от градиента напора (графиков для пяти видов песчаного грунта, отличающихся крупностью частиц); определении по построенному графику для одного вида песчаного грунта (указанного преподавателем) средней величины коэффициента фильтрации с указанием её на графике; построении в масштабе по данным одного опыта (указанного преподавателем) эпюры напоров (графика изменения напора по пути фильтрации).
9. Диаграмма Бернулли для напорного трубопровода переменного сечения
Цель работы заключается в наблюдении перехода удельной энергии в потоке из потенциальной в кинетическую энергию и обратно в соответствии с уравнением Д. Бернулли на напорном трубопроводе переменного сечения по пьезометрам, а также, построении пьезометрической и напорной линии для целого потока по опытным данным.
10. Параметрические испытания центробежного насоса
Цель работы заключается в установке не менее 8-10 различных режимов работы насоса с помощью задвижки, открытие которой изменяется от 0 до 100%; снятии при каждом режиме показаний приборов (манометра, вакууметра, весов, тахометра и дифференциального манометра); вычислении параметров, необходимых для построения напорной и энергетической характеристик насоса.
11. Кавитационные испытания центробежного насоса
Цель работы заключается в установке не менее трех различных режимов работы насоса с помощью задвижки, открытие которой изменяется от 0 до 100%; снятии показаний приборов (манометра, выкууметров, тахометра и дифференциального манометра) при каждом открытии задвижки (последовательно устанавливая вакууметрическое давление на поверхности резервуара от 0 до 95 кПа); вычислении параметров, необходимых для построения кавитационных характеристик насоса.
12. Исследование характеристик центробежного вентилятора
Целью виртуальной лабораторной работы является программная имитация физического процесса прохождения воздуха через коллектор под давлением, создаваемым центробежным вентилятором с возможностью интерактивного участия пользователя в выполнении основных действий лабораторной работы. В процессе выполнения виртуальной лабораторной работы пользователем производятся замеры основных опытных параметров – давления воздушного потока в двух сечениях всасывающего трубопровода и в одном сечении нагнетательного трубопровода, а также фиксируются показания тахометра и ваттметра, установленных на специальном измерительном щите.
13. Определение скоростей в сечении круглой трубы
Цель работы заключается в измерении скорости потока жидкости в сечении круглой трубы с помощью угловой трубки полного напора. Отбор давления на стенке трубы для измерения пьезометрического напора производится через отверстия в нескольких точках периметра стенки, объединенных выравнивающим коллектором, из которого давление подводится к измерительному прибору.
