Ćwiczenie: 2	Temat: Pomiar współczynnika oporu liniowego.	Data wykonania ćwiczenia
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii
Rok II, semestr 3		Ocena

1 Schemat ideowy przeprowadzonego doświadczenia;

Ćwiczenie polegało na wprowadzeniu powietrza w ruch przy użyciu urządzenia tłoczącego, oraz mierzeniu ciśnień, lub różnicy ciśnień w różnych punktach tego przepływu - jak na rysunku. Kolejno przepływ powietrza odbywał się w dwóch rurach o wymiarach D = 12mm, oraz D=48mm. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika oporu liniowego powietrza, oraz określenie rodzaju przepływu na podstawie liczby Reynolds'a, wyznaczyliśmy również grupę cech badanego przepływu takie jak prędkość średnia i maksymalna przepływu.

2. Wyniki pomiarowe.

2.1 Wyniki pomiarów dla rury żółtej o wymiarach D=12mm i L=1,5m

pd - [Pa]	Ururka - [mmH2O]
		Lh	Ph
121	20	350
95	60	310
66	105	265
40	140	230
12	160	200

2.2 Wyniki pomiarów dla rury zielonej o wymiarach D=48mm i L=3,2m

pd - [Pa]	Δp [Pa]
745	100
565	75
366	50
220	30
74	10

3. Wykonanie obliczeń na podstawie uzyskanych wyników.

3.1 Liczymy Δp - różnice ciśnień z wyników otrzymanych na ururce ze wzoru;

Δp=Δh*ρ_w*g

gdzie;

Δh=Ph-Lh

ρ_w=1000 [kg/m³]

g=9,81 [m/s²]

3.2 Obliczmy prędkość maksymalną przepływu dla poszczególnych rur:

gdzie:

p_d - ciśnienie dynamiczne

ρ=1,2 [kg/m³]

3.3 Wyznaczenie prędkości średniej przepływu i prędkości średniej:

gdzie:

D_p=24mm

D=12mm - dla obliczeń dotyczących rury żółtej

D=48mm - dla obliczeń dotyczących rury zielonej

3.4 Obliczamy współczynnik oporu liniowego:

gdzie :

L=1,5m- dla rury żółtej

L=3,2m- dla rury zielonej

3.5 Wyznaczenie liczby Reynolds'a ze wzoru;

gdzie:

=16∙10^-6 [m²/s] - współczynnik lepkości

4. Zestawienie wyników obliczeń.

4.1 Wyniki obliczeń dla rury żółtej - D=12mm.

pd [Pa]	ururka [mm]		h [mm]	p [Pa]	Vmaxp [m/s]	Vśrp [m/s]	Vśr [m/s]		Re
		Lh								Ph
121	350	20	330	3237,3	14,215	11,372	45,488	0,0208	34116,32
95	310	60	250	2452,5	12,596	10,077	40,306	0,0201	30229,52
66	265	105	160	1569,6	10,499	8,399	33,595	0,0185	25196,57
40	230	140	90	882,9	8,173	6,539	26,154	0,0172	19615,50
12	200	170	30	294,3	4,477	3,581	14,325	0,0191	10743,85

4.2 Wyniki obliczeń dla rury zielonej - D=48mm.

pd [Pa]	p [Pa]	Vmaxp [m/s]	Vśrp [m/s]	Vśr [m/s]		Re
745	100	35,273	28,218	7,055	0,0267	21163,51
565	75	30,717	24,574	6,143	0,0248	18430,36
366	50	24,723	19,778	4,945	0,0256	14833,72
220	30	19,168	15,334	3,834	0,0255	11500,61
74	10	11,117	8,893	2,223	0,0253	6669,99

Stałe fizyczne użyte w obliczeniach;

- gęstość wody - ρ_w=1000 [kg/m³]

- przyspieszenie - g=9,81 [m/s²]

- gęstość powietrza - ρ=1,2 [kg/m³]

- współczynnik lepkości powietrza -
=16∙10^-6 [m²/s]

5. Wnioski:

Z otrzymanych wyników wnioskujemy, że badany przepływ powietrza był turbulentny Re>2300.

Z otrzymanych wyników wnioskujemy również, że współczynnik oporu liniowego rośnie wraz ze wzrostem prędkości średniej (jak również użytej mocy urządzenia tłoczącego powietrze).

2

---