AKADEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA

W KRAKOWIE

LABORATORIUM Z PRZEDMIOTU

PRZEWIETRZANIE I KLIMATYZACJA

Temat: WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU LOKALNEGO (SKUPIONEGO)

Wykonali:

Tomasz Janas

Katarzyna Kornaus

IV BUDOWNICTWO

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z wyznaczeniem strat oporu powietrza.

Przebieg ćwiczenia

W aparaturze pomiarowej umieszczane były wkładki z otworem, przez który przepływało powietrze. Mierzone było ciśnienie powietrza przed i za umieszczoną wkładką a także ciśnienie dynamiczne dla pięciu różnych prędkości przepływającego powietrza.

W celu obliczeń korzystamy z następujących wzorów:

Średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego

,[ m/s]

gdzie:

Δp₃-ciśnienie dynamiczne

ρ-gęstość powietrza na stanowisku

Średnia prędkość powietrza w przekroju 1-4

[ m/s]

gdzie:

v _śr - średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego

d - średnica elementu oporu skupionego

D - średnica rury

Gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym

,[ kg/m³]

gdzie:

T_s=273,15 + t_s , ^oC

t_s - temperatura termometru suchego

e - prężność pary wodnej

e = E(t_w) - A_p(t_s-t_w)p ,[ Pa]

A_p = 6,6225⋅10^-4 , [1/^oC]

E(t_w) - prężność pary wodnej w stanie nasycenia

T_w=273,15+t_w , [^oC]

Współczynnik oporu lokalnego ξ

Parametry powietrza na stanowisku
Temperatura sucha, ts	18,8 °C
Temperatura wilgotna, tw	22,8 °C
Ciśnienie barometryczne, p	986 [Pa]
Gęstość powietrza, ρ	1,15 [kg/m^3]

L.p.	Wielkości zmierzone			Wielkości obliczone
		U1	U2	U3	vśr [m/s]	v [m/s]		współczyn. oporu skupionego ξ
		Δp1 [N/m^2]	Δp2 [N/m^2]	Δp3 [N/m^2]
1. de = 10 [mm]
1.1	5424,93	5630,94	245,25	16,90	0,83	0,22	14621,20
1.2	5248,35	5366,07	196,2	15,11	0,75			17170,69
1.3	4757,85	4708,8	196,2	15,11	0,75			14590,48
1.4	3973,05	3874,95	196,2	15,11	0,75			11825,97
1.5	2943	2943	98,1	10,69	0,53			18430,08
wartość średnia oporu dla danego de/D							15327,68
2. de = 15 [mm]
2.1	3629,7	3678,75	588,6	26,18	1,29	0,33	3890,79
2.2	3384,45	3433,5	588,6	26,18	1,29			3634,82
2.3	2844,9	2893,95	490,5	23,90	1,18			3686,02
2.4	2403,45	2354,4	392,4	21,38	1,06			3609,22
2.5	1863,9	1863,9	294,3	18,51	0,91			3890,79
wartość średnia oporu dla danego de/D							3742,33
3. de = 20 [mm]
3.1	1706,94	1716,75	981	33,80	1,67	0,44	1081,23
3.2	1667,7	1716,75	981	33,80	1,67			1105,80
3.3	1373,4	1324,35	784,8	30,23	1,49			998,30
3.4	1079,1	1128,15	833,85	31,16	1,54			867,30
3.5	784,8	784,8	441,45	22,67	1,12			1092,15
wartość średnia oporu dla danego de/D							1028,96
4. de = 25 [mm]
4.1	686,7	686,7	1079,1	35,45	1,75	0,56	390,94
4.2	686,7	588,6	1079,1	35,45	1,75			279,24
4.3	490,5	490,5	686,7	28,28	1,40			438,81
4.4	490,5	490,5	686,7	28,28	1,40			438,81
4.5	372,78	313,92	588,6	26,18	1,29			266,21
wartość średnia oporu dla danego de/D							362,80
5. de = 30 [mm]
5.1	294,3	294,3	1275,3	38,54	1,90	0,67	141,77
5.2	264,87	294,3	1177,2	37,02	1,83			168,94
5.3	147,15	196,2	981	33,80	1,67			153,58
5.4	196,2	196,2	784,8	30,23	1,49			153,58
5.5	147,15	137,34	588,6	26,18	1,29			133,11
wartość średnia oporu dla danego de/D							150,20
6. de = 35 [mm]
6.1	39,24	58,86	1471,5	41,39	2,04	0,78	32,76
6.2	39,24	58,86	1373,4	39,99	1,97			35,10
6.3	29,43	49,05	1079,1	35,45	1,75			39,09
6.4	19,62	29,43	882,9	32,06	1,58			27,30
6.5	19,62	19,62	784,8	30,23	1,49			15,36
wartość średnia oporu dla danego de/D							29,93

Dla pomierzonych i wyliczonych wielkości opracowaliśmy następujące wykresy zależności.

WNIOSKI:

Wykonanie tego doświadczenia zapoznało nas z metodą wyznaczania współczynnika oporu lokalnego, który jest wskaźnikiem start, odniesionym do średniej prędkości poza przeszkodą. Na otrzymanych wykresach nie można jednoznacznie określić zależności współczynnika oporu lokalnego od prędkości. Spodziewaliśmy się, że wraz ze wzrostem prędkości będzie malała wartość współczynnika oporu. Prawdopodobnie niedokładności pomiarowe oraz niewielka liczba odczytów (tylko 5) spowodowały odchylenia. Na podstawie ostatniego wykresu zależności współczynnika oporu lokalnego od stosunku średnic d_e/D możemy powiedzieć, że współczynnik ten maleje, gdy zwiększamy średnicę przeszkody (tzn. mniejszy wpływ przeszkody na ruch powietrza)

---