Программный лабораторный комплекс "Гидравлика"

Программный продукт предназначен для имитационного выполнения лабораторных работ по основным разделам гидромеханики. 

 

Методики выполнения лабораторных работ в оболочке компьютерной программы предусматривают знакомство с физическим явлением и его теоретическое изучение, ознакомление с устройством и принципом действия экспериментальных установок, формулирование целей, задач и порядка выполнения работ.

 

Наглядная объемная визуализация в совокупности с максимальной интерактивностью способствует эффективному усвоению учебного материала.

В состав виртуальной лаборатории входят 13 имитационных лабораторных работ:

 

  1. Измерение гидростатического давления, экспериментальное подтверждение основного уравнения гидростатики и закона Паскаля;
  2. Изучение относительного покоя жидкости при вращательном движении;
  3. Определение опытным путем слагаемых уравнения Д. Бернулли при установившемся неравномерном движении жидкости;
  4. Изучение гидравлических сопротивлений напорного трубопровода;
  5. Экспериментальная иллюстрация ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости;
  6. Изучение истечения жидкости через малые отверстия в тонкой стенке и насадки при постоянном напоре в атмосферу;
  7. Экспериментальное изучение прямого гидравлического удара в напорном трубопроводе;
  8. Изучение фильтрации в песчаном грунте на установке Дарси;
  9. Построение диаграммы Д. Бернулли на напорном трубопроводе переменного сечения по семи мерным сечениям трубопровода;
  10. Параметрические испытания центробежного насоса;
  11. Кавитационные испытания центробежного насоса;
  12. Исследование характеристик центробежного вентилятора;
  13. Экспериментальное определение скоростей в сечении круглой трубы.

 

Программы выполнены в виде самостоятельных интерактивных трехмерных модулей.

Минимальные системные требования:

  • процессор: Intel/AMD, не менее 2 ГГц;
  • ОЗУ: не менее 1 Гб;
  • видеопамять: не менее 512 Мб (предпочтительнее видеокарты NVidia);
  • разрешение экрана: не менее 1024x768x32;
  • ОС: Microsoft Windows XP, 7, 8, 8.1, 10;
  • DirectX версии 9.0.c;
  • стандартная клавиатура и компьютерная мышь с колесом прокрутки;
  • средства воспроизведения звука (аудиоколонки или наушники).

1. Измерение гидростатического давления, экспериментальное подтверждение основного уравнения гидростатики и 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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
1.Pascals_law_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 3.3 MB


2. Изучение относительного покоя жидкости при вращательном движении

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).

Скачать
Демонстрационная версия программы
2.Relative_peace_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 4.5 MB


3. Определение опытным путем слагаемых уравнения Д.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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
3.Bernoulli_equation_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 6.6 MB


4. Изучение гидравлических сопротивлений 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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
4.Hydraulic_resistance_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 8.4 MB


5. Экспериментальная иллюстрация ламинарного и турбулентного 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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
5.Modes_of_fluid_motion_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 4.7 MB


6. Изучение истечения жидкости через малые отверстия в тонкой стенке и насадки при постоянном напоре в атмосферу

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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
6.Leakage_of_liquid_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 4.7 MB


7. Экспериментальное изучение 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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
7.Hydraulic_shock_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 4.4 MB


8. Изучение фильтрации в песчаном грунте на установке Дарси

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).

Скачать
Демонстрационная версия программы
8.Filtration_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 7.5 MB


9. Построение диаграммы Д. Бернулли на напорном трубопроводе переменного сечения по семи мерным сечениям трубопровода

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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
Bernoulli_Diagram_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 5.8 MB


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.

Скачать
Демонстрационная версия
1.Parametric_test_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 14.6 MB


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 частных кавитационных и кавитационной характеристик насоса.

Скачать
Демонстрационная версия
2.CavitationTest_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 13.5 MB


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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
Ventilation_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 9.4 MB


13. Экспериментальное 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.

Скачать
Демонстрационная версия программы
velocities_demo.zip
Сжатый архив в Zip формате 14.6 MB