Laboratorium z mechaniki płynów
Temat ćwiczenia: Reakcja hydrodynamiczna strumienia cieczy na nieruchomą przeszkodę		Data ćwiczenia: 03.31.2003
IMiR II E grupa	Turek Radomir	Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie reakcji wywieranej przez strumień wody na płytkę, a następnie porównanie wyników doświadczenia z wartością reakcji uzyskaną na drodze teoretyczno-obliczeniowej

2. Schemat stanowiska pomiarowego:

1-płytka , 2- dysza , 3- kątomierz , 4- rotometr , 5- zawór , 6- układ dźwigni , 7-obudowa ,

8- odpływ wody

Opis:

Płyta płaska czołowa(1) pod wpływem reakcji hydrodynamicznej strumienia cieczy wypływającej z dyszy (2) przemieszcza się pionowo, przy czym układ prętowy (6) zapewnia utrzymanie prostopadłego położenia płyty względem napływającego strumienia cieczy. Wielkość odchylenia prętów(6) od pionu można odczytać ze wskaźnika kątowego (3).Natężenie przepływu cieczy mierzymy rotametrem (4) a jego wartość możemy kontrolować za pomocą zaworu(5).Obudowa(7) zapewnia swobodny przepływ wody .

Dane:

masa płytki m_pł =0,06690[kg]

masa łącznika m_ł =0,04525[kg]

średnica dyszy d =0,004[m]

masa prętów pionowych m_pr= 0,01705[kg]

gęstość wody

Metodyka pomiarów:

Przed przystąpieniem do ćwiczenia sprawdzić sprzęt pomiarowy i badany.

Pomiary przeprowadzamy dla kilku ustalonych wartości wychylenia płyty ,ustalając każdorazowo wartość natężenia strumienia wody. Cały cykl pomiarowy powtarzamy trzykrotnie.

Metodyka obliczeń:

Zależność między siłami ciężkości i kątem wychylenia układu a reakcją strumienia wody wyznacza się w oparciu o zasadę prac przygotowanych.

Reakcji strumienia cieczy R przeciwdziałają siły ciężkości m*g elementów ruchomych prętów ,które można przyłożyć w ich środkach ciężkości .

3. Obliczenia:

Reakcja strumienia na płytę:

Reakcja strumienia na płytę obliczona teoretycznie:

Błąd względny pomiarów:

4. Zestawienie danych:

Natężenia przepływu	110	210	310
Natężenia przepływu	0.0000305	0.0000583	0.0000888
Kąt wychylenia	3	11	25,5
		4	12	25
		3	11	25.5
Średni kąt wychylenia	3.333	11.333	25.333
Reakcja strumienia na płytę R[N]	0,0864	0,2953	0,6146
Reakcja teoretyczna Rteor[N]	0,0721	0,2481	0,5860
Błąd względny pomiarów [%]	16,5	15,98	4,88

Wnioski:

Opierając się na celu ćwiczenia należy szczególną uwagę zwrócić na różnice pomiędzy reakcją hydrodynamiczna(teoretyczna) a obliczeniowa, skąd się biorą takie różnice i dlaczego?

Dokonane przez nas pomiary okazały się być obarczonymi pewnym błędem, nawet 13 %.

Wynika to z użytej aparatury(mało dokładnej), która przez swą budowę generowała dodatkowe straty energii np.: połączenie dyszy z obudowa, niedokładność pomiaru rotametrem. Należy również zwrócić uwagę na fakt, że pomimo ogólnie przyjętej błahości danego zagadnienia (reakcji hydrodynamicznej) jest to część hydromechaniki która stanowi bardzo ważny jej element, gdyż zjawisko to jest bardzo często wykorzystywane i uwzględniane w różnego rodzaju obliczeniach i projektach.

---