Принцип:
Ультразвуковой эффект Доплера используется для изучения законов стабильно и ламинарно текущих жидкостей, которые легли в основу многочисленных технических приложений. Эксперимент исследует взаимосвязь скорости потока от площади поперечного сечения трубы, а также закон Хагена – Пуазёйля. Установка позволяет определять динамическую вязкость или текучесть.
Преимущества
- Отличный вводный эксперимент для студентов-медиков для обучения принципам потока
- Экспериментальная установка может быть изменена и использоваться для других экспериментов
- Компактная экспериментальная установка
- Результаты могут быть легко считаны с шкалы
Задачи:
- Определить среднюю и максимальную частоту доплеровского сдвига (f_mean, f_max) для четырех различных скоростей насоса и трех различных диаметров труб.
- Расчет средней скорости потока в соответствии с законом Доплера, а также расход исходя из сечения трубы, в соответствии с уравнением непрерывности.
- Измерение перепадов давления при различных скоростях потока и диаметров труб.
- Расчет гидравлического сопротивления в соответствии с законом Ома на основе перепадов давления и скорости потока. Изучение зависимости гидравлического сопротивления от диаметра трубы (закон Хагена – Пуазёйля).
- Расчет динамической вязкости, на основе закона Хагена – Пуазёйля.
- Расчет числа Рейнольдса для различных диаметров труб на основе скоростей потока.
Основные термины:
- ультразвуковой эффект Доплера,
-
устойчивые ламинарные и турбулентные потоки,
-
уравнением непрерывности,
-
уравнение Бернулли,
-
закон Хагена – Пуазёйля,
-
скорость потока и гидравлическое сопротивление (статическое и динамическое),
-
давление, весы давления,
-
вязкость и текучесть,
-
ультразвуковое измерение расхода;