ZAKŁAD BUDOWNICTWA WODNEGO POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

INSTYTUT GEOTECHNIKI WYDZIAŁ BUDOWNICTWA

I HYDROTECHNIKI LĄDOWEGO I WODNEGO --> [Author:ZG]

LABORATORIUM Z HYDRAULIKI

Ćwiczenie nr 5a

Temat: Ustalony przepływ cieczy pod ciśnieniem Wyznaczenie współczynnika strat lokalnych ξ

Rok akademicki 2000/01 Prowadzący: dr inż. Andrzej Popow

Semestr 5 Wykonali : Barbara Bakaj

Piotr Pieńkowski

Paweł Kozieł

1. Celem ćwiczenia jest : zapoznanie się z metodą wyznaczania współczynnika strat lokalnych ξ oraz zbadanie jego zależności od liczby Reynoldsa (Re).

2. Część teoretyczna

Podczas przepływu cieczy rzeczywistej w przewodach powstają opory wywołane lepkością cieczy. Na pokonanie tych oporów zużywana jest pewna część energii mechanicznej strumienia , co powoduje , że łączna energia mechaniczna maleje wzdłuż drogi, zamieniając się w inne rodzaje energii, głównie w ciepło i ulega rozproszeniu. Tę rozproszoną część energii nazywa się stratami hydraulicznymi.

Rozróżnia się straty liniowe i straty miejscowe. Straty miejscowe powstają w tych miejscach przewodu, w których występuje zaburzenie w normalnym rozkładzie prędkości na skutek zmiany kierunku przepływu lub zmiany wymiarów bądź kształtu poprzecznego przekroju przewodu. Przyczyną tych strat są wbudowane zawory odcinające , rozrządcze, odwadniające, odpowietrzające, przyrządy miernicze i inne urządzenia stanowiące dla przepływu wody przeszkodę.

Wysokość strat energetycznych wyraża się wzorem

ΔE=ξ

gdzie: v oznacza średnią prędkość przepływu w m/sek, a ξ bezwymiarowy współczynnik oporu .

1. Straty energetyczne wywołane zakrzywieniem rury.

Zmiana kierunku przepływu w przewodach o przekroju kołowym odbywa się przy pomocy krzyżaków rurowych zwanych kolanami. Współczynnik start miejscowych w kolanach określa się z wzoru Weisbacha

ξ=

gdzie:

d - średnica rury

18. promień łuku osi rurociągu

δ - kąt zmiany kierunku

Jednak badania wykazały, że współczynnik oporu ξ zależy nie tylko od stosunku d/R i kąta δ, lecz również od liczby Reynoldsa i chropowatości ścian krzywaka.

2. Straty energii przy nagłym zwiększeniu przekroju.

Straty przy nagłym zwiększeniu się przekroju przepływowego są wywołane zmniejszeniem

się ilości ruchu i tarciem.

ξ=

gdzie A_i pole odpowiadającego przekroju.

3. Straty energetyczne przy nagłym zmniejszeniu się przekroju.

Gdy przekrój zmniejsza się nagle współczynnik straty miejscowej określony jest wzorem

ξ=
+

gdzie: ε jest funkcja stosunku A₂/A₁

3.Obliczenia

4.Rysunek i opis stanowiska pomiarowego.

5.Opis przyrządów i metody pomiarowej

Przyrządy:

• stoper

• wodomierz METRON

• rurki piezometryczne

4.Określenie błędów pomiarów.

1. błąd Q

Q=m/t

Δm=

δm =

Δt =

ΔQ = Δm/t +Δt⋅m/t²

ΔQ_t= = Δm/t_t= +Δt⋅m/t_t= ² =

2. błąd V

V=Q/A

ΔV_t= =

3. błąd Re

ΔRe_t=

4. błąd ΔE

Δp =

e)błąd 

---