Το Εργαστήριο Υδραυλικής είναι πλήρως εξοπλισμένο με συσκευές και όργανα για κάθε είδους εργαστηριακές μετρήσεις και πειράματα που αφορούν την Υδραυλική και την Μηχανική των Ρευστών.

Παρακάτω παρουσιάζονται ενδεικτικά συσκευές που χρησιμοποιούνται στο εξαμηνιαίο μάθημα “Εργαστήριο Υδραυλικής” του Τμήματος.

Προσδιορισμός της πυκνότητας και του ειδικού βάρους υγρού

Πρόκειται για πείραμα προσδιορισμού της πυκνότητας και του ειδικού βάρους ενός υγρού, με τη μέθοδο του βυθιζόμενου σωλήνα: Ενας
δοκιμαστικός σωλήνας στον οποίο έχουν τοποθετηθεί μικρά βαρίδια για να διεισδύει σε υγρά κατά κάποιο ικανοποιητικό βάθος, τοποθετείται στο σώμα του υγρού αγνώστων ιδιοτήτων που βρίσκεται σε δοκιμαστικό σωλήνα μεγαλύτερης διαμέτρου. Καταγράφεται το μήκος βύθισης, καθώς και το αντίστοιχο μήκος βύθισης σε άλλον ίδιο σωλήνα που περιέχει υγρό γνωστής πυκνότητας και ειδικού βάρους, στην προκειμένη περίπτωση νερό. Ο λόγος των βυθίσεων είναι αντίστροφος με τον λόγο των πυκνοτήτων αλλά και των ειδικών βαρών των δύο υγρών, και κατά συνέπεια προκύπτουν η πυκνότητα και το ειδικό βάρος του “αγνώστου” υγρού.

Προσδιορισμός του ιξώδους υγρού με τη μέθοδο Stokes

Η μέτρηση του ιξώδους διάτμησης ενός υγρού γίνεται με τη μέθοδο Stokes, δηλαδή προκύπτει από την ταχύτητα με την οποία κινείται στο σώμα του υγρού μία σφαίρα γνωστής πυκνότητας με την επίδραση της βαρύτητας, αφού έχει αποκτήσει οριακή ταχύτητα.

Υδροστατική δύναμη σε Επιφάνεια

Στο πείραμα αυτό προσδιορίζεται η Υδροστατική δύναμη που δρά επάνω σε μία κατακόρυφη παραλληλόγραμμη επιφάνεια. Η δύναμη αυτή προσδιορίζεται μέσω του βάρους μίας μάζας που εξισορροπεί την επίδρασή της σε έναν οριζόντιο μοχλό. Η συσκευή Armfield F1-12 χρησιμοποιείται για το πείραμα, η οποία φαίνεται στην φωτογραφία. Επάνω στον μεταλλικό άξονα του σχήματος, είναι ενσωματωμένο ένα τορροειδές σώμα. Το σύστημα άξονας – τορροειδές σώμα, ισορροπεί κατά την απουσία νερού στην δεξαμενή. Οταν προστεθεί νερό στην δεξαμενή, η ισορροπία του συστήματος ανατρέπεται λόγω της υδροστατικής δύναμης που δρά στην κατακόρυφη παραλληλόγραμμη βαθμονομημένη επιφάνεια και δημιουργεί μία ροπή. Κρεμώντας μία μάζα στην άκρη του άξονα, δημιουργούμε μία ίση και αντίθετη ροπή προς την προηγούμενη, ισορροπώντας εκ νέου το σύστημα άξονας – τορροειδές σώμα. Η ισορροπία ελέγχεται επακριβώς με τον έλεγχο της ευθυγραμμίας του άξονα με χαραγές που βρίσκονται στη συσκευή. Η συσκευή λειτουργεί με δύο διαφορετικά προφίλ: το βαθύ (160 mm > yi > 100mm) και το ρηχό (yi < 100mm).

Υδραυλικό Πιεστήριο

Στο πείραμα αυτό εφαρμόζεται βάρος επάνω σε έμβολο, το οποίο διοχετεύει την αντίστοιχη πίεση σε νερό ενός σωλήνα κυκλικής διατομής. Η πίεση μεταφέρεται είτε σε ένα μανόμετρο τύπου Bourdon, είτε σε μανόμετρο υδραργύρου τύπου U. Στη συνέχεια, για κάθε μάζα που τοποθετείται επάνω στο έμβολο υπολογίζεται η θεωρητική πίεση την οποία εφαρμόζει το έμβολο, και συγκρίνεται με την πειραματική τιμή που προκύπτει από την άμεση μέτρηση της πίεσης. Η γραμμική σχέση των θεωρητικών με τις πειραματικές τιμές της πίεσης για κάθε εφαρμοζόμενο βάρος εξετάζεται με την μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων.

Τοπικές Απώλειες υδραυλικού φορτίου

Το πείραμα συνίσταται σε μετρήσεις των τοπικών απωλειών με ταυτόχρονη μέτρηση της αντίστοιχης παροχής. Οι απώλειες ενέργειας μετρώνται ανάμεσα στα σημεία ανάντη και κατάντη στροφών, αγκώνων, διαφραγμάτων κλπ. Η παροχή μετράται με τη βοήθεια χρονομέτρου και βαθμονομημένου δοχείου.

Γραμμικές απώλειες υδραυλικού φορτίου σε ευθύγραμμο τμήμα αγωγού

Ομοίως όπως και στην περίπτωση των τοπικών απωλειών, οι γραμμικές απώλειες είναι ανάλογες του τετραγώνου της ταχύτητας της ροής. Για τη διεξαγωγή του πειράματος αυτού, μετρώνται για διαφορετικά επίπεδα ροής, η παροχή και οι απώλειες. Η παροχή Q, είτε μετράται με την μέθοδο όγκου-χρόνου είτε αναγνώνεται απευθείας. Οι απώλειες μετρώνται είτε σε ύψος στήλης νερού, είτε σε ύψος στήλης Υδραργύρου.

Συσχέτιση της παροχής με τις απώλειες σε Βεντουρίμετρο

Στην συσκευή Venturi συσχετίζουμε τις απώλειες ενέργειας με την παροχή με σκοπό την εκτίμηση της παροχής μόνο από τις απώλειες αυτές, και χωρίς την ανάγκη πλωτηρόμετρου ή άλλου οργάνου. Σκοπός του πειράματος είναι η εύρεση της σχέσης των απωλειών από την διατομή ανάντη της συσκευής Venturi στην στενότερη διατομή της, με την παροχή.