آزمایشگاه مکانیک سیالات و هیدرولیک
دانشجویان پس از گذراندن دروس مکانیک سیالات1 و2، آزمایشگاه مکانیک سیالات را به منظور آشنایی بیشتر با مفاهیم و قوانین سیالات به عنوان یک واحد عملی اخذ می نمایند. تنوع دستگاه های موجود در این آزمایشگاه این امکان را برای دانشجویان فراهم می کند که ارتباط منطقی بین تئوری های مطرح شده و رفتار واقعی سیالات را آسان تر درک کنند. آزمایشگاه مکانیک سیالات مجهز به بیش از ۱۲ دستگاه آموزشی به شرح زیر است:
- تعیین سرعت سقوط اجسام (بررسی ضریب درگ و ویسکوزیته)
آزمایشهای قابل انجام:
- تعیین ضرایب درگ اجسام کروی در اعداد رینولدز مختلف
- اندازه گیری سرعت غرق شدن
- تعیین ویسکوزیته
- آنالیز ابعادی و شبیه سازی دینامیکی
- مطالعه اثر شکل اجسام روی نرخ سقوط و ضریب درگ
مشخصات فنی:
- لولههای پلکسیگلاس با طول در حدود 700 mm
- دارای قطعاتی به شکل کره و مکعب از جنس استنلس استیل در اندازههای مختلف به عنوان اجسام مستغرق
- آهنربا و کرنومتر
- لوله، شیرآلات و اتصالات
- پنل دستگاه از جنس کربن استیل با رنگ پودری الکترواستاتیک و رویه فرمیکا
- اندازه گیری افت فشار و اصطکاک در لوله ها،اتصالات و شیرآلات
آزمایشهای قابل انجام:
- بررسی افت فشارهای اصلی و فرعی در اجزای مختلف یک سیستم لوله کشی
- محاسبه ضریب اصطکاک در انواع لولهها
- اندازه گیری افت در انبساط و انقباض ناگهانی
- اندازه گیری افت در خمها، سیفونها و انواع شیرالات
- پیدا کردن عدد رینولدز بحرانی
- اندازه گیری و بررسی قوانین اصطکاکی در جریانهای آرام و آشفته
- تعیین نقطه کاری یک سیستم لوله کشی
- بررسی تاثیر تغییرات دبی بر روی افت فشار
- بررسی رابطه بین افت انرژی و سرعت
مشخصات فنی:
- لوله با قطرهای داخلی و جنسهای مختلف
- اتصالات شامل انقباض و انبساط ناگهانی
- زانویی 90 درجه با شعاعهای خم متفاوت
- شامل انواع شیرآلات
- سیستم اندازهگیری افت فشار
- روتامتر جهت اندازه گیری دبی
- شیرهای هواگیری
- پمپ و مخزن ذخیره آب
- پایلوت از جنس کربن استیل با رنگ پودری الکترواستاتیک و با رویه فرمیکا
- کانال روباز
آزمایش های قابل انجام:
- مطالعه و بررسی کامل جریان مایع در کانالهای روباز
· آشنایی با انواع سرریزهای لبه تیز و لبه پهن و روابط حاکم بر آنها
· مشاهده پرش هیدرولیکی
· درک جریانهای فوق بحرانی و زیر بحرانی
· تعیین ضرایب و پارامترها و و روابط تخلیه در سرریزها
· کالیبراسیون سرریزها به منظور اندازه گیری دبی جریان
· مطالعه جریان زیر دریچه کشویی و پرش هیدرولیک
· بررسی جریان آب در پارشال فلوم
مشخصات فنی:
- کانال مربوط به جریان آب
· مخازن از جنس پلکسیگلاس
· پمپ سانتریفیوژ (اروپایی)
· میز کار و پایلوت از جنس کربن استیل با رنگ پودری الکترواستاتیک و با رویه فرمیکا
· سرریزهایی با شکاف چهار گوش (مستطیلی و مربعی) وV شکل از جنس پلکسیگلاس
· سرریزهای لبه پهن و دریچه کشویی
· روتامتر جهت اندازهگیری دبی
· سیستم آرام کننده جریان
· دارای توانایی ایجاد شیبهای مختلف در کانال
· با توانایی مصرف حداقل آب
· تجهیزات اندازه گیری و ابزاردقیق
· میز کار و پایلوت از جنس کربن استیل با رنگ پودری الکترواستاتیک
- پمپهای سری و موازی
آزمایش های قابل انجام:
- آشنایی با نحوه قرار گرفتن پمپها در مدار جریان به صورت سری و موازی
· بررسی فشار، دبی و هد یک مدار در حالت قرار گرفتن پمپها به صورت سری و موازی
· رسم و مقایسه منحنی مشخصه پمپها در حالت قرار گرفتن پمپها به صورت سری و موازی
· بدست آوردن و مقایسه راندمان پمپها در حالتهای مختلف سری و موازی
مشخصات فنی:
- دو عدد پمپ گریز از مرکز
· بررسی عملکرد پمپ ها در حالت قرار گیری سری و موازی
· مخزن ذخیره و سیرکولاسیون آب
· قرار گیری فشار سنج قبل و بعد از هر پمپ
· اندازه گیری دبی حجمی با استفاده از روتامتر
· قرارگیری 5 شیر در مسیر لوله کشی به گونه ای که بتوان دو پمپ را در حالت سری و موازی قرار داد.
- تعادل اجسام شناور و بررسی ارتفاع متاسنتریک(غوطه وری)
آزمایش های قابل انجام:
- محاسبه مقدار نیروی وارد بر سطح غوطه ور در مایعات
- تعیین فاصله مرکز فشار تا سطح آزاد مایعات
- رسم منحنی تغییرات نیروی غوطه وری بر حسب میزان عمق غوطه وری
- رسم منحنی تغییرات عمق مرکز فشار بر حسب میزان عمق غوطه وری
- بررسی و مقایسه نتایج عملی و تئوری
- بررسی عوامل موثر بر پایداری اجسام شناور
- تعیین و بررسی شناوری و مرکز شناوری
- تعیین مرکز ثقل , نقطه متاسنتریک و تعادل
- تعیین ارتفاع متاسنتریک
مشخصات فنی:
- تانک مکعب مستطیل شکل با سطوح جانبی شفاف
· جسم معلق به شکل QUADRANT
· اهرم بندی مناسب و لولا
· وزنههای لغزنده
· نمایشگر زاویه
- لوله، شیرالات و اتصالات
- میز از جنس کربن استیل با رنگ پودری الکترواستاتیک و با رویه MDF
- تعیین مرکز فشار هیدرواستاتیکی (بررسی نیروهای هیدرواستاتیکی)
آزمایش های قابل انجام:
- تعیین مرکز فشار سطوح در عمقهای مختلف غوطهوری و در زوایای مختلف
- بررسی روابط مربوط به نیروهای وارد بر سطوح غوطه ور و نیمه مستغرق در سیال ساکن تراکم ناپذیر
· امکان اندازهگیری ممان مستقیم روی سطوح در حالتهای مختلف غوطهوری
· محاسبه مقدار نیروی وارد بر سطح غوطهور در مایعات
· رسم منحنی تغییرات نیروی غوطهوری بر حسب میزان عمق غوطهوری
· رسم منحنی تغییرات عمق مرکز فشار بر حسب میزان عمق غوطهوری
مشخصات فنی:
· سیستم مدرج جهت تنظیم ارتفاع سیال
· وزنه های استاندارد جهت تنظیم و محاسبه نیروهای هیدرواستاتیکی
· اهرم بندی مناسب و لولا
· مخزن ربع دایره
· مخزن تعادل
· وزنه های نیوتنی
· سیستم اعمال نیرو
· مخازن و پنل از جنس پلکسی
· استراکچر زیبا از جنس کربن استیل با رویه پلکسی گلاس با رنگ پودری الکترواستاتیک
- تئوری انرژی برنولی
آزمایش های قابل انجام:
· اندازهگیری مستقیم توزیع هد استاتیکی در امتداد یک لوله ونتوری و رسم نمودار مربوطه
· تحقیق در مورد رابطه برنولی برای جریان آب در یک ونتوری
· بررسی اندازهگیری دبی مطابق با رابطه برنولی و قانون پیوستگی
· اندازهگیری ضریب تصحیح ونتوریمتر در دبیهای مختلف و ترسیم منحنی تلفات فشار
· مقایسه نتایج تجربی با پیشبینیهای تئوری
مشخصات فنی:
· ونتوری متر با 6 نقطه بررسی تغییرات فشار
· لولههای پیزومتری جهت اندازهگیری و مشاهده تغییرات فشار
· شیر تنظیم دبی
· اتصالات پنوماتیک
· پمپ باد دستی جهت ثابت نگه داشتن سطح آب در لولههای پیزومتری
- پمپ گریز از مرکز (پمپ سانتریفیوژ)
آزمایش های قابل انجام:
· رسم منحنی مشخصه پمپها و مقایسه آنها در حالت های مختلف
· بدست آوردن و مقایسه قدرت و راندمان پمپها در توانها و سرعتهای مختلف
· بررسی پارامترهای موثر بر انتخاب پمپها
· مطالعه و تحقیق منحنیهای مشخصه پمپ سانتریفیوژ
مشخصات فنی:
· امکان بررسی عملکرد پمپ سانتریفیوژ
· قابلیت تنظیم فرکانس ولتاژ و دور پمپ
· روتامتر جهت تنظیم دبی
· فشارسنج در ورودی و خروجی پمپ
· مخزن ذخیره آب
· تابلو برق و سایر ادوات کنترل و ابزاردقیق
· ابعاد دستگاه : 1200*750*1500 mm
- بررسی نیروی ضربه جت آب
آزمایش های قابل انجام:
· اندازه گیری نیروی اعمالی جت آب بر روی اهداف با شکلهای مختلف
· مقایسه نیروی وارده بر صفحات با شکلهای مختلف
· رسم منحنی نیرو بر حسب مومنتوم انتقالی
· اندازه گیری نیروی ضربه وارده بر صفحات تخت و کروی و مقایسه آنها با تغییرات مومنتوم
مشخصات فنی:
· محفظه استوانه ای شفاف
· صفحات تست تخت و مخروطی
· نازل که به صورت عمودی داخل استوانه شفاف قرار دارد و باعث تولید جت آب می گردد
· وزنه جهت تنظیم نیروی ضربه جت آب
· مکانیزم سنجش میزان نیروی جت آب
· مخزن تامین آب دستگاه
· روتامتر
· پمپ
· سیستم تخلیه
· بررسی نیروی حاصل از جت آب
· تنظیم نیروی جت آب از طریق تنظیم دبی جریان
- کالیبراسیون فشار
آزمایش های قابل انجام:
· کالیبره کردن گیج فشار از نوع بوردون
· تحقیق در مورد قوانین مربوط به انتقال فشار
· آموزش اصول طراحی سیستمهای انتقال قدرت هیدرولیکی
مشخصات فنی:
· بوردون گیج
· گیج فشار 0-2.5 bar
· شیرهای تنظیم جریان
· وزنه های استاندارد
· سیلندر و پیستون
· سیستم انتقال فشار به گیج بوردون
· جنس میز از کربن استیل با رنگ پودری الکترواستاتیک و رویه فرمیکا
- روش های مختلف اندازهگیری دبی
آزمایش های قابل انجام:
· اندازه گیری دبی با استفاده از صفحه اوریفیس، ونتوری متر و روتامتر
· مقایسه افت فشار محاسبه شده توسط هر یک از سه وسیله مذکور
· بررسی و مقایسه افت فشار روی یک بازشدگی ناگهانی و یک زانویی
· بررسی رابطه برنولی
مشخصات فنی:
· ونتوریمتر شفاف
· اوریفیس
· روتامتر
· لولههای پیزومتری
· شیر کنترل دبی جریان
· سیستم اندازهگیری افت فشار در المانها
· لوله، اتصالات و شیرالات
· پنل دستگاه از جنس کربن استیل با رنگ پودری الکترواستاتیک و با رویه فرمیکا
- کاویتاسیون
آزمایش های قابل انجام:
· مناسب جهت بررسی و مطالعه پدیده کاویتاسیون در مجرای ونتوری
· رسم منحنیهای افت فشار بر حسب دبی
· تعیین فشار کاویتاسیون
مشخصات فنی:
· بررسی پدیده کاویتاسیون در مجرای ونتوری
· ونتوری متر با 2 نقطه جهت رویت فشار
· مشاهده دبی حجمی توسط روتامتر
· شیر کنترل دبی جریان
· تابلو برق شامل کلیه ادوات کنترل و ابزار دقیق