Kraków dn. 10.05.2005 r.

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wykonali:

Suchecka Joanna

Marcin Włodarczyk

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii,

GiG, Rok III, Grupa 3.

TEMAT:

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU LOKALNEGO.

1. Wstęp

Poza stratami jakie występują na całej długości wyrobisk prostoosiowych lub łagodnie zakrzywionych o niezmiennym przekroju mogą występować straty lokalne związane z nagłym zwiększeniem lub zmniejszeniem przekroju i nagłymi zmianami kierunku przepływu. Zalicza się tu także straty występujące przy przepływie przez dyfuzory wentylatorów, zasuwy i tamy wentylacyjne.

Wielkość poszczególnych strat energii w odniesieniu do jednostki ciężaru przepływającego powietrza określa zależność:

a w odniesieniu do jednostki objętości przepływającego powietrza:

Bezwymiarowy współczynnik
jest wskaźnikiem strat, doniesionym do średniej prędkości poza przeszkodą. Wartość współczynnika
zależy od kształtu przeszkody, liczby Reynoldsa i chropowatości. Najczęściej wartości ustala się na podstawie wyników pomiarów. Tylko dla niektórych typów przeszkód można ustalić zależność teoretycznie i to z pewnym błędem.

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika oporu skupionego
od prędkości przepływu powietrza. Przedmiotem badania jest nagłe zwężenie i rozszerzenie przewodu o stałej średnicy.

Na stratę energii między dwoma przekrojami wpływać będzie:

• strata na oporze lokalnym

• strata na oporze rozłożonym

• zmiana energii kinetycznej

2. Inne wzory użyte w obliczeniach:

Współczynnik
:

Średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego:

Średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego:

3. Zestawienie wyników pomiarów i obliczenia.

Wartości zmierzone:

U1 [mm]	U2 [mm]	U3 [mm]
de=10 mm
512	516	24
467	485	18
388	395	16
296	290	14
228	226	10
de=15 mm
344	356	55
317	320	53
262	268	45
195	198	32
140	149	24
de=20 mm
165	160	98
140	143	87
116	121	68
90	98	56
67	79	42
de=25 mm
69	79	118
57	60	104
45	48	68
32	32	56
23	23	38
de=30 mm
25	25	110
24	25	118
17	18	80
15	13	60
10	11	38
de=40 mm
8	10	128
8	9	105
6	8	73
6	8	60
5	8	37

Obliczenia:

Przesłona de = 10 mm
Δp1 [N/m2]	Δp2 [N/m2]	Δp3 [N/m2]	Vśr [m/s]	V [m/s]	ξ	dc/D	ξŚr.
5022,72	5061,96	235,44	16,18403	0,799211	13310,61	0,222222	14427,29
4581,27	4757,85	176,58	14,01578	0,692137	17167,28	0,222222
3806,28	3874,95	156,96	13,2142	0,652553	15435,19	0,222222
2903,76	2844,9	137,34	12,36075	0,610408	12462,24	0,222222
2236,68	2217,06	98,1	10,44674	0,515889	13761,13	0,222222
Przesłona de = 15 mm
Δp1 [N/m2]	Δp2 [N/m2]	Δp3 [N/m2]	Vśr [m/s]	V [m/s]	ξ	dc/D	ξŚr.
3374,64	3492,36	539,55	24,49979	2,722198	811,9439	0,333333	770,3008
3109,77	3139,2	519,93	24,05021	2,672246	739,55	0,333333
2570,22	2629,08	441,45	22,16089	2,462321	738,8886	0,333333
1912,95	1942,38	313,92	18,6877	2,076411	762,2317	0,333333
1373,4	1461,69	235,44	16,18403	1,798225	798,8896	0,333333
Przesłona de = 20 mm
Δp1 [N/m2]	Δp2 [N/m2]	Δp3 [N/m2]	Vśr [m/s]	V [m/s]	ξ	dc/D	ξŚr.
1618,65	1569,6	961,38	32,70348	6,459947	60,72836	0,444444	70,4356
1373,4	1402,83	853,47	30,81347	6,086611	64,43466	0,444444
1137,96	1187,01	667,08	27,24177	5,381091	71,14553	0,444444
882,9	961,38	549,36	24,72151	4,883261	72,67814	0,444444
657,27	774,99	412,02	21,40945	4,229028	83,19133	0,444444
Przesłona de = 25 mm
Δp1 [N/m2]	Δp2 [N/m2]	Δp3 [N/m2]	Vśr [m/s]	V [m/s]	ξ	dc/D	ξŚr.
676,89	774,99	1157,58	35,88574	11,07585	11,86189	0,555556	10,33798
559,17	588,6	1020,24	33,68974	10,39807	9,526933	0,555556
441,45	470,88	667,08	27,24177	8,407955	11,79525	0,555556
313,92	313,92	549,36	24,72151	7,630095	8,986858	0,555556
225,63	225,63	372,78	20,36445	6,285325	9,518974	0,555556
Przesłona de = 30 mm
Δp1 [N/m2]	Δp2 [N/m2]	Δp3 [N/m2]	Vśr [m/s]	V [m/s]	ξ	dc/D	ξŚr.
245,25	245,25	1079,1	34,64793	15,39908	1,723726	0,666667	1,79634
235,44	245,25	1157,58	35,88574	15,94922	1,671138	0,666667
166,77	176,58	784,8	29,54785	13,13238	1,801294	0,666667
147,15	127,53	588,6	25,58919	11,37297	1,390472	0,666667
98,1	107,91	372,78	20,36445	9,050868	2,395072	0,666667
Przesłona de = 40 mm
Δp1 [N/m2]	Δp2 [N/m2]	Δp3 [N/m2]	Vśr [m/s]	V [m/s]	ξ	dc/D	ξŚr.
78,48	98,1	1255,68	37,37541	29,53119	0,224977	0,888889	0,379131
78,48	88,29	1030,05	33,85132	26,74672	0,228548	0,888889
58,86	78,48	716,13	28,22555	22,30167	0,328733	0,888889
58,86	78,48	588,6	25,58919	20,21862	0,399958	0,888889
49,05	78,48	362,97	20,09471	15,8773	0,713439	0,888889

Zmierzone parametry na stanowisku:

Temperatura sucha:

Temperatura wilgotna:

Ciśnienie barometryczne:

Gęstość powietrza:

Wykresy:

• 
  

• 
  

4. Wnioski

Im mniejsza jest średnica przeszkody, tzn. im większe jest zwężenie przewodu, tym większy jest współczynnik oporu lokalnego ξ, co wiąże się z tym, że straty lokalne przepływu powietrza dla danego przekroju rosną.

7

---