Задача Закон фильтрации Дарси


Скачать 50.86 Kb.
НазваниеЗадача Закон фильтрации Дарси
Дата публикации05.11.2013
Размер50.86 Kb.
ТипЗадача
referatdb.ru > Математика > Задача
Задача 1. Закон фильтрации Дарси.
В середине 19 века французский инженер Дарси провел экспериментальные наблюдения за движением воды в трубах, заполненных песком.

Эти исследования положили начало созданию теории фильтрации, которая сегодня успешно применяется для описания движения жидкостей, газов и их смесей через твердые тела, содержащие связанные между собой поры или трещины.

Дарси сформулировал линейный закон фильтрации



Объемный расход жидкости Q прямо пропорционален площади S фильтра и разности давлений над фильтром и у его основания ^ Р, и обратно пропорционален толщине L фильтра. Коэффициент пропорциональности kf (назовем его коэффициентом фильтрации) зависит как от природы пористой среды, так и от свойств протекающей жидкости.

Объемным расходом жидкости назовем объем жидкости (в данном случае воды), протекающей через трубу в единицу времени.


В работе предлагается экспериментально исследовать данный закон.

В качестве пористой среды предлагаются бумажные фильтры из фильтровальной бумаги.


Оборудование

Штатив лабораторный с двумя муфтами, лапкой и кольцом.; бутылка пластиковая (0,5 л); секундомер; емкость 0,5 л (кружка, большой стакан от калориметра, бутылка пластиковая 1,5 л); подставка под емкость (кювета); тряпка для вытирания воды; пробки пластиковые с отверстиями разного диаметра, 7 штук; фильтры бумажные.
Задание 1.

Собрав установку, показанную на рисунке, исследуйте зависимость объемного расхода воды от разности давлений над фильтром и у основания фильтра. Бумажный фильтр укладывается в пробку с отверстием, и пробка вворачивается в горловину бутылки.

Постройте график зависимости объемного расхода воды от давления жидкости.
Примечание. Будьте аккуратны, укладывая фильтр. Вода должна просачиваться сквозь фильтр, а не мимо его. Пробку удобнее брать с отверстием среднего диаметра (4 – 5 мм).
Задание 2.

Исследуйте зависимость объемного расхода жидкости от площади фильтра.

Для этого у Вас имеются пробки с отверстиями разного диаметра (3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 5,5; 6,0 мм)

Постройте график зависимости объемного расхода жидкости от площади отверстия.

Задание 3.

Меняя количество слоев фильтровальной бумаги можно изменять толщину фильтра в одинаковое число раз. Исследуйте зависимость объемного расхода воды от толщины фильтра.

Постройте график зависимости объемного расхода воды от толщины фильтровального слоя.
Задание 4.

По полученным данным оцените величину коэффициента фильтрации.
Примечание общее для всех заданий.

Объемный расход воды удобно измерять в , площадь отверстия в см2 и давление воды в см водяного столба.



Задача 2. «Желтый ящик»
Внимание!

В ходе проведения эксперимента батарейка может быстро разрядиться. Подключайте батарейку к цепи только во время проведения измерений!
Оборудование: коробка с двумя лампочками и резистором; вольтметры школьные, амперметр школьный, реостат, батарейка 4,5 В, соединительные провода, ключ электрический.





В выданном вам секретном желтом ящике находятся две одинаковые электрические лампочки Л1 и Л2, соединенные последовательно, параллельно к одной из лампочек подключен резистор , сопротивление которого вам предстоит определить. От схемы наружу сделано три вывода – от концов и середины схемы. На схеме они пронумерованы 1-2-3. На коробке выводы обозначены «А», «В», «С» (последовательность выводов может быть иной, чем показана на схеме).
Задание 0. Перед началом работы запишите в тетрадь номер выданной вам батарейки и номер «желтого ящика».
Задание 1. Используя предоставленное оборудование, определите, какой из проводов какому выводу схемы соответствует. Иными словами, установите соответствие между номерами выводов на схеме «1», «2», «3» и обозначениями на коробке.

Ответ обоснуйте проведенными опытами.

^ Не забывайте – сопротивление лампочки зависит от силы протекающего тока!

Задание 2. Получите вольтамперные характеристики (то есть зависимости силы тока от напряжения) лампочки накаливания и резистора. Постройте графики полученных зависимостей. Приведите электрические схемы, использованные вами при проведении исследований.

Обязательно укажите, между какими выводами «желтого ящика вы проводили измерения!

Определите сопротивление резистора (не забудьте указать погрешность этого значения).





На этом можно было бы и закончить формулировку условия, но мы решили вам помочь!

Вам необходимо измерить зависимость силы от приложенного напряжения – нет проблем!? Можно собрать схему измерительного устройства, позволяющую изменять напряжение, измерять его и измерять силу тока. Но в нашем (следовательно, и в вашем) распоряжении имеется только школьный амперметр. Цена его деления 0,1 А. Силы измеряемых токов не превышают 0,2А, то есть не более двух делений. Поэтому от использования амперметра пришлось отказаться!

^ Поэтому мы решили вам помочь!

С
илу тока можно определить, измеряя напряжение на резисторе с известным сопротивлением, например, 1,0 Ом. Но и эти напряжения не велики, и школьный вольтметр (6,0 В с ценой деления 0,2 В).

^ Поэтому мы решили вам помочь!

Почему бы не измерять напряжения непосредственно на реостате? Дадим вам два вольтметра! Рекомендуем (но не настаиваем) использовать для измерений следующее измерительное устройство.

При замкнутом ключе измеренные значения напряжений и позволяют определить напряжение и силу тока в исследуемой цепи, при условии, что вам известны значения сопротивлений частей реостата и . Но, к сожалению, они не известны, поэтому мы решили вам помочь!

И предлагаем, не меняя положения движка реостата, разомкнуть ключ и еще раз измерить напряжения на вольтметрах и . Этих четырех значений достаточно, чтобы рассчитать силу тока и напряжение на исследуемой цепи!

Итак, соберите измерительную цепь, подключите к ней нужные вам выводы из «желтого ящика» (еще раз напоминаем – обязательно укажите, какие выводы вы подключаете!). Изменяя положения движка реостата, измерьте значения четырех напряжений, проведите расчеты сопротивлений и (запишите формулы, по которым вы проводите эти расчеты – полное сопротивление реостата указано на нем), рассчитайте значение силы тока через исследуемую цепь (приведите формулу, по которой вы проводите расчет).

Результаты измерений предлагаем представлять в виде таблиц










,Ом

,Ом

























И последнее, разрешаем, рекомендуем, настаиваем проводить измерения напряжений с точностью до четверти деления шкалы, хотя это не позволительно, согласно инструкциям!




Похожие рефераты:

Задача Закон фильтрации Дарси. Задание 1
Собрав установку, показанную на рисунке, исследуйте зависимость объемного расхода воды от разности давлений над фильтром и у основания...
Водоподпорных сооружений и в обход их
Понятие о фильтрации. Под фильтрацией понимают движение жидкости в пористых и трещиноватых (скальных) породах. Пространство, занятое...
Оао «Светлогорский цкк» по стадиям фильтрации Стадия фильтрации Марка ф/картона
Виноматериалы, коньяк, ликероводочные, изделия, соки, товарные сиропы и компоненты, используемые при производстве безалко гольных...
Закон Дарси
Основные понятия о горных породах и минералах. Общие принципы изучения и классификации горных пород в инженерной геологии
Задачи для самоконтроля на закон Харди Вайнберга Задача
...
Закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Задача по теме «Работа...
Задача по теме «Работа и мощность постоянного электрического тока. Закон Джоуля-Ленца»
Задача Обеспечение развития экономики в пределах прогнозируемых параметров...
Запланированные мероприятия по реализации стратегического направления и цели государственного органа
О закупке программно-аппаратного комплекса фильтрации почтового трафика
Щик производит поставку программно-аппаратного комплекса фильтрации почтового трафика (далее Товар) в соответствии со спецификацией...
Вопросы к экзамену по курсу «Экономико-математические методы»
Использование моделей оптимизации в промышленности (задача планирования производства, задача об оптимальном составе смеси, общая...
Тест 2 Задача 1 Задача 2 Учреждение образования 1 Голубенко Андрей 410


Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза