Szkoła Główna Służby Pożarniczej
KATEDRA TECHNIKI POŻARNICZEJ		LABORATORIUM HYDROMECHANIKI
Ćwiczenie nr:2 Temat: Określenie wydatku za pomocą pomiaru rozkładu prędkości dla przepływu osiowo symetrycznego.	Pluton: 1	Imię i nazwisko: Jacek Nita
				Grupa: B
Prowadzący: bryg.mgr inż.Wojciech Zegar	Data wykon: 18.03.2000	Data złoż. 9.04.2000	Ocena:

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wydatku za pomocą pomiaru rozkładu prędkości dla przepływu osiowo - symetrycznego.

2. STANOWISKO POMIAROWE

Stanowisko składa się z pomiarowej rury poziomej, pionowej rury z kryzą. Przepływ powietrza jest wymuszony wentylatorem odśrodkowym, napędzanym silnikiem elektrycznym. Regulację wydatku uzyskuje się poprzez zmianę położenia regulatora wydatku.

Ciśnienie dynamiczne jest mierzone rurką Prandtla, która jest przesuwana w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przepływu. Do kontroli ustawienia rurki pomiarowej względem ścianki rury służy odpowiednia podziałka.

Mikromanometr jest połączony różnicowo z rurką Prandtla. Ciśnienie różnicowe na kryzie jest wskazywane przez drugi mikromanometr.

SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO

3. WYKONANIE ĆWICZENIA

• Poziomujemy i zerujemy mikromanometry.

• Ustawiamy wydatek na regulatorze wydatku.

• Dokonujemy pomiaru rozkładu ciśnienia dynamicznego wzdłuż średnicy w punktach oddalonych od siebie o 3 mm.

• Notujemy położenie rurki Prandtla (promienia) i wskazania mikromanometra.

• Zapisujemy ustawienia mikromanometru.

• Notujemy wskazania spadku ciśnienia na kryzie.

4.TABELA POMIARÓW I WYNIKÓW OBLICZEŃ

R [mm]	Lp [mm]	Lk [mm]	Pd [Pa]	Vpow (R) [m/s]	R∙ V (R) [m^2/s]
2	90	154	28,085	6,8289	0,0136
5	102	154	31,824	7,1934	0,0359
8	118	155	36,816	7,7371	0,0618
11	122	155	38,064	7,8671	0,0865
14	131	155	40,872	8,1522	0,1141
17	140	155	43,681	8,4275	0,1432
20	148	155	46,176	8,6650	0,1733
23	149	155	46,488	8,6942	0,1999
26	150	155	46,8	8,9078	0,2316
29	150	155	46,8	8,9078	0,2583
32	150	155	46,8	8,9078	0,2850
35	150	156	46,8	8,9078	0,3117
38	151	156	47,112	8,7524	0,3325
41	151	155	47,112	8,7524	0,3588
44	151	155	47,112	8,7524	0,3851
47	151	155	47,112	8,7524	0,4113

5 PRZYKŁADOWE OBLICZENIA

- Obliczenie wartości ciśnienia dynamicznego:

P_d = L_p ∙ n_p ∙ ρ_ciecz ∙ g [Pa]

n_p =0,04

ρ = 780 kg/m³ - gęstość cieczy manometrycznej

g = 10m/s² - przyśpieszenie ziemskie

P_d = 0,09 ∙ 0,04 ∙ 780 ∙ 10 = 28,08 [Pa] dla R = 2mm

P_d = 0,102 ∙ 0,04 ∙ 780 ∙ 10 = 31,824 [Pa] dla R = 5mm

• Obliczenie prędkości przepływu powietrza V_pow w punkcie pomiarowym:

V_pow®=
,

V_pow(2)=
,

V_pow(5)=
,

• Obliczenie iloczynu

R ∙ V_POW (R) [m²/s]

• R = 2mm : 0,003 ∙ 6,8289 = 0,01365 [m²/s],

• R = 5mm : 0,005 ∙ 7,1934 = 0,03596 [m²/s],

Wykres rozkładu prędkości f(R)=R*V(R)

-Obliczenie pola trójkąta pod wykresem w granicy 0-R=47[mm]

a = 4,7 [cm]

h = 8,22 [cm]

F = ½ ∙ 4,7[cm] ∙ 8,22[cm] = 19,33 [cm2]

• Obliczenie wydatku objętościowego rzeczywistego:

Q_rz = 2π ∙ F ∙ κ

κ=x*y

x→1cm = 0,01[m]

y→1cm = 0,05 [m²/s]

Q_rz=
=0,0607

=

-Średnie wychylenie cieczy w mikromanometrze kryzy:

Lśr=

n_i - liczba pomiarów = 16

L_śr = 155[mm]

• Obliczenie ciśnienia różnicowego na kryzie:

p_k = L_śr ∙ n_k ∙ ρ_ciecz ∙ g [Pa]

n_k = 0,1

L_śr = 155[mm] = 0,155[m]

p_k = 0,155 ∙ 0,1 ∙ 780 ∙ 10 = 120,9 [Pa]

• Obliczenie modułu kryzy

m = (dk/dr)²

dk - średnica kryzy

dr - średnica rury

m = (0,0756m/ 0,096m)² = 0,620

• Obliczenie wydatku zmierzonego kryzą:

Q_t=
,

Qt=
,

Q_t=1,02[m³/s]

Współczynnik wydatku dla kryzy wynosi:

WNIOSKI

Wydatek teoretyczny kryzy obliczony w ćwiczeniu jest znacznie większy od wydatku rzeczywistego a spowodowane jest to nie uwzględnieniem w naszych obliczeniach strat ciśnienia na kryzie, oraz tym iż założyliśmy równomierny rozkład prędkości przepływu w przekroju rurociągu.

2

---