Sprawozdanie z laboratorium z fizyki

Ćwiczenie nr 5
Temat ćwiczenia:

Badanie przepływu cieczy – prawo ciągłości strugi, prawo

Bernoulliego.

Data wykonania ćwiczenia: 14.04.2010

Data oddania sprawozdania …
Ocena …

I.

Wstęp teoretyczny

•

Płyn jest to substancja ciekła, gazowa lub proszku, która

ma zdolność płynąć tj. dowolnie zmieniać swój kształt w zależności od naczynia, w
którym się znajdują oraz może swobodnie się przemieszczać (przepływać), np.
przepompowywana przez rury.

•

Wyróżniamy cztery główne rodzaje przepływów:

- Przepływ stacjonarny - przepływ, w którym w każdym punkcie
obszaru zajętego przez płyn jego prędkość nie zmienia w czasie.

-

Przepływ niestacjonarny

– przepływ w którym składowe wektorów

prędkości elementów płynu są funkcjami czasu.

-

Przepływ laminarny – przepływ, w którym sąsiadujące warstwy
płynu ślizgają się po sobie nie zaburzając się wzajemnie.

-

Przepływ turbulentny- charakteryzuje się występowaniem różnego
rodzaju wirów oraz ich nagłym zanikiem i pojawianiem się.

•

Prawa charakteryzujące przepływ cieczy:

-

Prawo Bernoulliego – kiedy prędkość płynu rośnie, ciśnienie
maleje. :

P+

2

1

ρ

v

2

+

ρ

gy = constans , gdzie

p - ciśnienie cieczy, ρ - gęstość cieczy, v - prędkość przepływu cieczy, g -

przyspieszenie ziemskie, y - wysokość rurki z cieczą nad powierzchnią ziemi.

-

Prawo ciągłości strugi – dla laminarnego przepływu nieściśliwego
płynu prędkość strumienia zmienia się tak, jak zmienia się
odwrotność powierzchni przekroju poprzecznego i jest największa w
najwęższych częściach rurki.

-

A

1

v

1

=A

2

v

2

, gdzie

A

1

,A

2

– pole powierzchni przekroju rury v

1

,v

2

- prędkość cieczy

II.

Przebieg ćwiczenia

Układ pomiarowy składa się z pompy, która tłoczy wodę ze zbiornika A, poprzez szklaną rurę
o dwóch różnych średnicach przekroju do zbiornika B. Część tłoczonej wody jest zwracana z
powrotem do zbiornika A celem uniknięcia gwałtownego wzrostu ciśnienia w układzie w
momencie włączenia pompy przy zamkniętym zaworze nr1. Układ posiada także dwa
zawory: wspomniany już zawór nr1. służący do regulacji wielkości przepływu oraz zawór
nr2.

Przebieg doświadczenia

-

przed każdym pomiarem zanotowaliśmy początkową różnicę poziomów
cieczy w rurce manometrycznej

-

Pomiarów dokonaliśmy trzykrotnie, dla trzech różnych stopni otwarcia
zaworu nr1.

-

Po otwarciu zaworu nr1 zanotowaliśmy czasy potrzebne do napełnienia
zbiornika B do poziomu 5L, 10L i 15L

-

Zanotowaliśmy także różnice poziomów cieczy

∆

h w rurce

manometrycznej w czasie napełniania danej objętości

-

Zamknęliśmy zawór nr1 i wyłączyliśmy pompę

-

Powtórzyliśmy pomiar dla innych stopni otwarcia zaworu nr1.

Tabela wyników:

a) Wyznaczanie prędkości z równania Bernoulliego:

(

)

2

2

2

1

2

1

2

2

A

A

A

g

h

w

m

a

v

−

⋅

⋅

⋅

⋅

=

ρ

ρ

b) Wyznaczanie prędkości na podstawie pomiaru czasu potrzebnego do przepływu

określonej objętości wody

t

d

V

v

b

2

2

2

4

π

=

Tabela 1. Pomiary dla otwarcia ½ zaworu

http://notatek.pl/badanie-przeplywu-cieczy-prawo-ciaglosci-strugi-prawo-b
ernoulliegom-rodzaje-przeplywow?notatka