1. Schemat stanowiska

badana rurka

rotametr

ciśnienie mikromanometr

barometryczne do pomiaru

(h_1,h₂) małych

różnic manometr

ciśnień do pomiaru

(Δz) dużych

różnic odkurzacz

ciśnień

(Δz)

2. Wzory wyjściowe i wynikowe

Strumień przepływu powietrza przez dwa rotametry:

Różnica wysokości odczytywana z manometru:

Różnica ciśnień:

Wartość ciśnienia:

Gęstość powietrza:

Gęstość w warunkach wzorcowania manometru (dla
):

Strumień przepływu powietrza:

Straty liniowe:

Wzór Darcy'ego - Weisbacha na straty liniowe:

Liczba Reynoldsa:

Współczynnik oporu liniowego (doświadczalny):

Dla przepływu laminarnego
teoretyczne obliczam następująco:

Dla przepływu turbulentnego obliczam z formuły Blasiusa:

3. Tabela pomiarowa

l/h	l/h	l/h	mm	mm	mm	mm	Pa	Pa	kg/m^3	kg/m^3	(m^3/s) 10^-3	Pa
3400	3400	6120	312	980	691	1671	16393	83207	1,165	1,172	2,035	3061
3200	3200	5760	285	943	657	1600	15696	83904	1,165	1,172	1,899	2796
3000	3000	5400	256	873	602	1475	14470	85130	1,165	1,172	1,755	2511
2750	2750	4950	215	761	522	1283	12586	87014	1,165	1,172	1,574	2109
2500	2500	4500	181	669	456	1125	11036	88564	1,165	1,172	1,406	1776
2250	2250	4050	153	652	440	1092	10713	88887	1,165	1,172	1,261	1501
2000	2000	3600	125	678	459	1137	11154	88446	1,165	1,172	1,126	1226
3400	0	3060	95	694	468	1162	11399	88201	1,165	1,172	0,960	932
3000	0	2700	77	638	428	1066	10457	89143	1,165	1,172	0,838	755
2500	0	2250	55	475	309	784	7691	91909	1,165	1,172	0,677	540
2000	0	1800	37	346	216	562	5513	94087	1,165	1,172	0,529	363
1250	0	1125	15	184	101	285	2796	96804	1,165	1,172	0,322	147
1000	0	900	6	144	76	220	2158	97442	1,165	1,172	0,256	59
800	0	720	4	119	59	178	1746	97854	1,165	1,172	0,204	39
600	0	540	3	108	53	161	1579	98021	1,165	1,172	0,152	29
400	0	360	2	111	53	164	1609	97991	1,165	1,172	0,102	20

Doświadczalnie		Teoretycznie
Re		Re
22580	2,351	20000	2,661
21075	2,465	19000	2,695
19473	2,594	18000	2,732
17464	2,708	17000	2,771
15598	2,858	16000	2,813
13987	3,004	15000	2,859
12495	3,076	14000	2,909
10651	3,217	13000	2,963
9298	3,421	12000	3,023
7515	3,741	11000	3,090
5873	4,121	10000	3,164
3568	4,527	9000	3,248
2835	2,867	8000	3,346
2259	3,012	7000	3,459
1691	4,029	6000	3,595
1128	6,041	5000	3,763
		4000	1,600
				3000	2,133
				2000	3,200
				1000	6,400

Oznaczenia symboli:

- strumień przepływu powietrza mierzony przez rotametry

,
- wysokości podciśnienia na manometrach 1 i 2

- gęstość cieczy manometrycznej

- przyspieszenie ziemskie

- ciśnienie otoczenia (barometryczne)

- wilgotność powietrza

- ciśnienie parowania wody (tutaj dla 23^oC)

,
- zmierzona powietrza w stopniach Celsjusza oraz w Kelwinach

- stała gazowa powietrza suchego

- wskazanie straty na manometrze 3 (oraz 4 dla małych wychyleń)

- współczynnik oporu liniowego

- długość i średnica badanej rurki

- dynamiczny współczynnik lepkości

- liczba Reynoldsa

- stała Sutherlanda dla powietrza

Dane, przydatne do obliczeń:

4. Przykładowe obliczenia

- z formuły Blasiusa

5. Wykres

6. Wnioski

• Przepływ strugi powietrza dla liczby Reynoldsa mniejszej od 4000 jest przepływem laminarnym, a powyżej jest przepływem turbulentnym. Dla Re około 4000 jest warstwa przejściowa.

• Doświadczalny wykres zależności współczynnika strat liniowych od liczby Reynoldsa mniej więcej pokrywaj się z wykresem teoretycznym (wyznaczonym na podstawie wzorów).

• Aby wyznaczyć teoretyczne wartości
  dla przepływu turbulentnego skorzystałam z formuły Blasiusa, która jest jedną z wielu dla wyznaczenia tego współczynnika.

• Na podstawie wykresu mogę zauważyć, że wraz ze wzrostem liczby Re wartość współczynnika oporu liniowego maleje.

• Niedokładności pomiarów mogą wynikać z błędu przy odczytywaniu ciśnienia manometrycznego spowodowane niedokładnością oka oraz delikatnymi drganiami poziomów cieczy.

• Ze względu na fakt, że rotametry użyte w doświadczeniu były wyskalowane dla wody, otrzymane wartości strumienia przepływu powietrza pomnożyłam razy 0,9.

---