Akademia Górniczo - Hutnicza

im. Stanisława Staszica

w Krakowie

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych z aerologii górniczej

Wyznaczanie współczynnika oporu rozłożonego

Wykonał:

Michał Brzychczy

Wydział Górniczy

G i G rok III

gr. 1

Wstęp

Podczas przepływu powietrza przez przewody prostoosiowe występuje strata energii wywołana tarciem o ścianki przewodu.

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest porównanie wielkości współczynnika oporu przewodów kołowych o różnej chropowatości i średnicy.

Przebieg ćwiczenia

Istota opracowania wyników przeprowadzonych pomiarów sprowadza się do określenia:

1. Gęstości powietrza na stanowisku pomiarowym wg wzoru:

gdzie:

ρ - gęstość

ρ_s - gęstość powietrza suchego

ρ_w - gęstość powietrza wilgotnego

R_s - stała gazowa powietrza suchego; 287,03 [J / kg ⋅ K]

R_w - stała gazowa pary wodnej przegrzanej; 461,5 [J / kg ⋅ K]

p - ciśnienie [Pa]

T - temperatura bezwzględna gazu [K]

p_w - ciśnienie cząstkowe pary wodnej

p_w = p_wn -

p_wn - ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia.

p_wn =

2. średniej prędkości powietrza w przekroju odcinka pomiarowego ze wzoru:

3. średniej prędkości powietrza w przekroju badanej rury:

D=25, 35, 45 mm

4. liczby Reynoldsa ze wzoru:

5. współczynników oporu rozłożonego  i  wg wzorów:

Dla pełnego zobrazowania zmian współczynnika oporu rozłożonego należy wykonać wykres zależności  = f(Re) dla poszczególnych rur.

Zestawienie wyników pomiarów i obliczonych wartości współczynników oporu rozłożonego

Temperatura sucha, t_s = 19,4 [^oC]

Temperatura wilgotna, t_w = 15,4 [^oC]

Ciśnienie barometryczne, p = 774 [mmHg]

Gęstość powietrza, ρ = 1,223 [kg/m³]

L.p.	Wielkości zmierzone			Wielkości obliczone
		U1	U2	M	Prędkość przepływu powietrza [m/s]		Liczba Reynoldsa	Współczynniki oporu rozłożonego		Wartości średnie śr śr
					p1 N/m^2	P2 N/m^2		P1 N/m^2	Vśr		V	Re		 Ns^2/m^4
Średnica rury D=45mm
Chropowatość rury:
1	-	931,6	72,6	31,89	14,18	34480,42	0,341	4,176	0,341 4,176
2	-	637,4	57,5	26,38	11,73	28521,17	0,341	4,176
3	-	441,3	27,2	21,95	9,76	23731,05	0,341	4,176
4	-	245,2	18,1	16,36	7,27	17688,08	0,341	4,176
Chropowatość rury:
1	-	1127,7	91,9	35,09	15,60	37936,71	0,341	4,176	0,341 4,176
2	-	931,6	79,6	31,89	14,18	34480,42	0,341	4,176
3	-	833,5	73,5	30,17	13,41	32615,21	0,341	4,176
4	-	637,4	53,6	26,38	11,73	28521,17	0,341	4,176
Chropowatość rury:
1	-	1323,9	84,2	38,02	16,90	41103,39	0,341	4,176	0,341 4,176
2	-	931,6	64,3	31,89	14,18	34480,42	0,341	4,176
3	-	735,5	56,6	28,34	12,60	30636,65	0,341	4,176
4	-	539,4	42,9	24,27	10,79	26235,66	0,341	4,176
Średnica rury D=35mm
Chropowatość rury:
1	-	931,6	154,2	31,89	23,43	44331,97	0,097	1,189	0,097 1,189
2	-	539,4	124,0	24,27	17,83	33731,57	0,097	1,189
3	-	343,2	57,5	19,36	14,22	26908,48	0,097	1,189
4	-	245,2	24,2	16,36	12,02	22741,82	0,097	1,189
Chropowatość rury:
1	-	833,5	698,4	30,17	22,17	41933,84	0,097	1,189	0,097 1,189
2	-	637,4	620,3	26,38	19,38	36670,08	0,097	1,189
3	-	539,4	551,4	24,27	17,83	33731,57	0,097	1,189
4	-	343,2	376,8	19,36	14,22	26908,48	0,097	1,189
Chropowatość rury:
1	-	1127,7	235,9	35,09	25,78	48775,77	0,097	1,189	0,097 1,189
2	-	931,6	181,5	31,89	23,43	44331,97	0,097	1,189
3	-	735,5	163,3	28,34	20,82	39389,98	0,097	1,189
4	-	539,4	114,9	24,27	17,83	33731,57	0,097	1,189
Średnica rury D=25mm
Chropowatość rury:
1	-	637,4	477,8	26,38	37,99	51338,11	0,018	0,221	0,018 0,221
2	-	539,4	302,4	24,27	34,95	47224,19	0,018	0,221
3	-	441,3	241,9	21,95	31,61	42715,89	0,018	0,221
4	-	343,2	36,3	19,36	27,88	37671,88	0,018	0,221
Chropowatość rury:
1	-	343,2	948,1	19,36	27,88	37671,88	0,018	0,221	0,018 0,221
2	-	245,2	553,6	16,36	23,56	31838,55	0,018	0,221
3	-	147,1	311,4	12,67	18,25	24662,03	0,018	0,221
4	-	98,1	193,8	10,35	14,90	20136,46	0,018	0,221

---