Описание устройства № 3

Устройство № 3 имеет прозрачный корпус (рис. 4), баки 1 и 2 с успокоительной стенкой 3 для гашения возмущений в жидкости от падения струй и всплывания пузырей воздуха. Баки между собой соединены каналами 4 и 5 с одинаковыми сечениями. Конец канала 4 снабжен перегородкой со щелью 6, а противоположный конец канала 5 – решеткой (перегородкой с множеством отверстий) 7. Устройство заполнено водой, содержащей микроскопические частицы алюминия для визуализации течения. Уровень воды в баке 2 измеряется по шкале 8.

		а) б) в)

Рис. 4. Схема устройства № 3: 1, 2 – баки; 3 – перегородка;

4, 5 – опытные каналы; 6 – щель; 7 – решетка; 8 – уровнемерная шкала

Устройство работает следующим образом. В положениях устройства, изображенных на рис. 4, а, б, поступающая через левый канал в нижний бак вода вытесняет воздух в виде пузырей в верхний бак. Поэтому давление на входе в канал (на дне верхнего бака) и над жидкостью в нижнем баке уравниваются и истечение происходит под действием постоянного напора Н, создаваемого столбом жидкости в левом канале. Так обеспечивается установившееся (с постоянным во времени расходом) движение жидкости. Причем, в канале 4 устанавливается ламинарный режим течения благодаря низким скоростям течения из-за большого сопротивления щели 6. В свою очередь малое гидравлическое сопротивление решетки 7 обеспечивает турбулентный режим течения в канале 5 за счет больших скоростей (см. рис. 4, б). Расход можно уменьшать наклоном устройства от себя.

В случаях, указанных на рис. 4, в, г, д в каналах 4 и 5 возникает неустановившееся (при переменном напоре и расходе) движение жидкости за счет непосредственного соединения воздушных полостей баков. Это позволяет проследить за изменением структуры потоков в процессе уменьшения их скорости до нуля.