OBLICZENIA

1.Pomiar strumienia objętości za pomocą zwężki

Wyznaczenie spadku ciśnienia na zwężce:

Przykład obliczeniowy dla pomiar 5

$$p_{5} = \left( \rho_{m} - \rho \right)gh = \left( 13545 - 998,65 \right) \bullet 9,81 \bullet \left( \frac{56 + 47}{1000} \right) = 12,68\text{kPa}$$

$${q_{v}}_{5} = \frac{C}{\sqrt{1 - \beta^{4}}}e\frac{\pi d^{2}}{4}\sqrt{\frac{2p}{\rho_{\text{cieczy}}}} \bullet \varepsilon = \frac{0,608}{\sqrt{1 - 0,628}} \bullet 1 \bullet \frac{\pi \bullet \frac{31,4}{1000}^{2}}{4} \bullet \sqrt{\frac{2 \bullet 12,68 \bullet 10^{3}}{998,65}} = \mathbf{9,29}\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{h}}$$

C=0,608 , ε = 1 ,$\mathbf{\ }\beta = \frac{d}{D} = \frac{31,4}{50} = 0,628$

2. Wyznaczenie strumienia objętości za pomocą przepływomierza kolanowego:

Dla pomiaru 5

$$C_{5} = \frac{q_{v}}{\sqrt{\frac{10}{16} \bullet \left( I - 4 \right)}} = \frac{9,29}{\sqrt{\frac{10}{16} \bullet \left( 5,48 - 4 \right)}} = 9,66$$

Wyznaczamy wartość średnią z 6 pomiarów lecz pomiar numer 6 bardzo się różni od pozostałych więc możemy przyjąć, że jest to omyłka i nie barć go pod uwagę.

$$C_{sr} = \frac{C_{1} + C_{2} + C_{3} + C_{4} + C_{5}}{5} = \frac{9,60 + 9,66 + 9,65 + 9,64 + 9,66}{5} = 9,64$$

Obliczenia strumienia objętości:

Dla pomiaru 5

$$q_{v5} = C_{sr} \bullet \sqrt{p} = 9,64 \bullet \sqrt{0,935} = 9,32\frac{m^{3}}{h}$$

Sprawdzamy zależność występującą między współczynnikiem przepływu a liczbą Reynoldsa.

Wyznaczenie Liczby Re.

Wyznaczenie dynamicznego wsp. lepkości dla wody w temp 17,9˚C

$$\nu = \frac{1}{556406,7 + 19689,27t + 124,6096t^{2} - 0,3783792t^{3}} = \frac{1}{556406,7 + 19689,27 \bullet 17,9 + 124,6096 \bullet {17,9}^{2} - 0,3783792 \bullet {17,9}^{3}} = 1,06 \bullet 10^{- 6}\ Pa \bullet s$$

Przykład obliczeniowy:

Dla pomiaru 5

$$\text{Re}_{5} = \frac{4q_{v}}{\pi d \bullet \nu} = \frac{4 \bullet \frac{19,29}{3600}}{\pi \bullet \frac{50}{1000} \bullet 1,06 \bullet 10^{- 6}} \approx 62018$$

Tabele wyników poszczególnych obliczeń

Tabela wyników
L.p
-
1
2
3
4
5
6

s

Wnioski:

W doświadczeniu przeprowadzono pomiary strumienia za pomocą 4 różnych przyrządów pomiarowych - kryzy pomiarowej, przepływomierza kolanowego, ultradźwiękowego oraz wirowego.

Przy dwóch pierwszych przepływomierzy aby dowiedzieć się jaka jest wartości strumienia objętości należało wykonać obliczenia. Jak zostało przedstawione na powyższych wykresach strumienie objętości w każdej metodzie pomiarowej są bardzo zbliżone.

Największą różnicę wskazań w porównaniu do innych przepływomierzy ma przepływomierz ultradźwiękowy, może to wynikać z tego, że to urządzenie jest bardzo czułe i przed dokonanie pomiaru należało odczekać aż przepływ ustabilizuje się po zmianie prędkości. Wartość współczynnika przepływu dla kryzy i przepływomierza kolanowego jest wielkością stałą obejmującą duży zakres liczb Reynoldsa, przez co wpływ prędkości przepływu na wartość współczynnika C jest niewielki, zostało to pokazane na wyżej zamieszczonej charakterystyce C = f(Re). Tak więc gdy znamy wartość współczynnika C oraz wartość przewężenia (dla kryzy) możemy odczytać spadki ciśnień a następnie wyznaczyć strumień objętości przepływu.