Wentylacja i klimatyzacja pomieszczeń  laboratorium
Ćwiczenie 4: Wyznaczanie współczynnika oporu rozłożonego dla różnych rodzajów
przewodów wentylacyjnych
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie i porównanie wielkości współczynnika oporu
rozłożonego przewodów kołowych o różnej chropowatości i średnicy.
2. Obliczenia
2.1. Gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym
0,003484
� = �"(p - 0,378 �" pw ) [kg/m3]
Ts
gdzie:
Ts  temperatura sucha na stanowisku pomiarowym [K],
p  ciśnienie atmosferyczne powietrza [Pa],
pw  ciśnienie cząstkowe (prężność) pary wodnej w powietrzu [Pa].
pw = pwn - 6,77 �"10-4 �"(ts - tw )�" p
gdzie:
pwn  ciśnienie cząstkowe (prężność) pary wodnej nasyconej [Pa],
ts  temperatura sucha na stanowisku pomiarowym [�C],
tw  temperatura wilgotna na stanowisku pomiarowym [�C].
7,5�"tw
w
pwn = 610,6 �"10237,29+t
2.2. Różnica ciśnień
U-rurka:
"p = �c �" g �" h [Pa]
gdzie:
�c  gęstość cieczy manometrycznej [kg/m3],
g  przyspieszenie ziemskie, g = 9,81 m/s2,
h  różnica poziomów cieczy w ramionach U-rurki [m].
Manometr z rurką pochyłą:
"p = �c �" g �" l �" siną [Pa]
gdzie:
�c  gęstość cieczy manometrycznej [kg/m3],
g  przyspieszenie ziemskie, g = 9,81 m/s2,
l  różnica odczytów na rurce pochyłej [m],
ą  kąt nachylenia rurki.
1
Wentylacja i klimatyzacja pomieszczeń  laboratorium
2.3. Średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego
2 �" "p2
vśr = 0,817 [m/s]
�
gdzie:
"p2  ciśnienie dynamiczne odczytywane na U-rurce [Pa],
�  gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym [kg/m3].
2.4. Średnia prędkość w przekroju badanej rury
2
30
�ł �ł
v = vśr �" [m/s]
�ł �ł
D
�ł łł
gdzie:
vśr  średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego [m/s],
D  średnica rury [mm].
2.5. Liczba Reynoldsa
v �" D
Re =
�
gdzie:
v  średnia prędkość w przekroju badanej rury [m/s],
D  średnica rury [m],
�  współczynnik lepkości kinematycznej, � = 15,06 �"10-6 m2/s.
2.6. Współczynnik oporu rozłożonego
2 �" D �" "p1
 =
L �" v2 �" �
gdzie:
D  średnica rury [m],
"p1  różnica ciśnień odczytana na manometrze z rurką pochyłą [Pa],
L  długość rury, L = 1m,
v  średnia prędkość w przekroju badanej rury [m/s],
�  gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym [kg/m3].
2
Wentylacja i klimatyzacja pomieszczeń  laboratorium
3. Tabela wyników pomiarów i obliczonych wielkości
3.1. Parametry powietrza na stanowisku pomiarowym
Temperatura na stanowisku Ciśnienie Gęstość
pomiarowym powietrza powietrza
sucha wilgotna
p
�
ts tm
[�C] [�C] [Pa] [kg/m3]
3.2. Różnice ciśnień
Średnica Wielkości zmierzone Wielkości przeliczone
Lp.
D M1 U2
"p1 "p2
[mm] [mmalk] [mmH2O] [Pa] [Pa]
Chropowatość rury: mała
1
2
3 25
4
5
1
2
3 35
4
5
1
2
3 45
4
5
Chropowatość rury: średnia
1
2
3 25
4
5
1
2
3 35
4
5
1
2
3 45
4
5
3
Wentylacja i klimatyzacja pomieszczeń  laboratorium
Średnica Wielkości zmierzone Wielkości przeliczone
Lp.
D M1 U2
"p1 "p2
[mm] [mmalk] [mmH2O] [Pa] [Pa]
Chropowatość rury: duża
1
2
3 25
4
5
1
2
3 35
4
5
1
2
3 45
4
5
3.3. Wielkości obliczone
Liczba Wsp. oporu
Średnica Prędkość powietrza
Reynoldsa rozłożonego
Lp.
D vśr v Re

[mm] [m/s] [m/s] [-] [-]
Chropowatość rury: mała
1
2
3 25
4
5
1
2
3 35
4
5
1
2
3 45
4
5
Chropowatość rury: średnia
1
2
3 25
4
5
4
Wentylacja i klimatyzacja pomieszczeń  laboratorium
Liczba Wsp. oporu
Średnica Prędkość powietrza
Reynoldsa rozłożonego
Lp.
D vśr v Re

[mm] [m/s] [m/s] [-] [-]
1
2
3 35
4
5
1
2
3 45
4
5
Chropowatość rury: duża
1
2
3 25
4
5
1
2
3 35
4
5
1
2
3 45
4
5
4. Wykresy
Należy wykonać wykres zależności  = f (lg Re) dla poszczególnych rur.
5. Podsumowanie i wnioski
5