Sprawozdanie z laboratorium Mechaniki Płynów

Temat: Wyznaczanie współczynnika przepływu

pomiarowych urządzeń zwężkowych.

Szczypta Agnieszka

Szmal Beata

Szymańska Ewa

Gr. lab. 9

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady pomiaru zwężkami oraz wyznaczenie współczynnika przepływu zwężki pomiarowej w zależności od liczby Reynoldsa.

Podstawy teoretyczne

Zwężką pomiarową nazywamy przegrodę z otworem, zazwyczaj współśrodkowym, mniejszym od przekroju, w którym przegroda została wbudowana w celu wywołania spadku ciśnienia, stanowiącego podstawę pomiaru natężenia przepływu przez przewód.

Zwężki dzielimy na trzy zasadnicze grupy:

kryzy,

dysze,

zwężki.

Tabela obliczeniowa

Lp	h	hrt=h-ho	∆p	Q	Q
	mmHg	mmHg	Pa	działki	m^3/s
1	6	3	400,248	19	0,0018819
2	8	5	667,08	30	0,0025694
3	12	9	1200,74	40	0,0031944
4	15	12	1600,992	50	0,0038194
5	22	19	2534,904	60	0,0044444

Stan początkowy manometru h_o=3 mm_Hg

Średnica wylotowa dyszy d=15mm

Średnica wewnętrzna rury przed zwężeniem D=29mm

Temperatura otoczenia T=20 C

Ciśnienie otoczenia p_b=1013hPa

Obliczanie gęstości powietrza

Gęstość powietrza wyznaczamy z równania stanu gazu doskonałego.

pV = mRT

wiemy, że

ρ = m/V

zatem

ρ = p/RT

p- ciśnienie atmosferyczne p = 1013hPa

R- stała gazowa

T- temperatura powietrza t= 20⁰C T = 293 K

Gęstość powietrza wyliczona ze wzoru

ρ = 1,20 kg/m³

Przeliczanie natężenia przepływu Q

Q = 2,5 m³/h ⋅ 1/3600 h/s

Q = 0,0018819 m³/s

Q = 0,0025694 m³/s

Q = 0,0031944 m³/s

Q = 0,0038194 m³/s

Q = 0,0044444 m³/s

Obliczanie różnicy ciśnień Δp

Δp=h_Hg⋅ρ_Hg⋅g

Δp₁ = 400,248 Pa

Δp₂ =667,08 Pa

Δp₃ = 1200,74 Pa

Δp₄ = 1600,992 Pa

Δp₅ = 2534,904Pa

Obliczanie współczynnika przepływu α

A_rury=1,764*10^-4m²

Q - natężenie przepływu

Δp - różnica ciśnień

Współczynnik przepływu:

α₁ = 0,4545

α₂ = 0,4579

α₃ = 0,4199

α₄ = 0,4163

α₅ = 0,3928

Obliczanie liczby Reynoldsa

Re = V_a ⋅D/ν

V_a- prędkość czynnika w rurze V_a = Q/A A = 8,04 ⋅ 10^-4m²

D- średnica ze wewnętrzna rury D = 0,032 m.

ν - kinematyczny współczynnik lepkości ν = 1,5 ⋅ 10^-5 m²/s

V₁ = 2,851 m/s

V₂ = 3,893 m/s

V₃ = 4,84 m/s

V₄ = 5,786 m/s

V₅ = 6,733 m/s

Obliczam liczbę Reynoldsa dla poszczególnych wartości

Re₁ = 1841,0670

Re₂ = 5156,2670

Re₃ = 7648,0000

Re₄ = 9305,6000

Re₅ = 12622,933

Re₆ = 14280,533

TABELA WYNIKÓW

	V	Re
	m/s
0,4545	2,851	5502,43
0,4579	3,893	7513,49
0,4199	4,84	9341,2
0,4163	5,786	11166,98
0,3928	6,733	12994,69

Wnioski:

Zgodnie z celem ćwiczenia zapoznaliśmy się z zasadą pomiaru zwężkami. Przeprowadzone doświadczenie i otrzymane wyniki pozwoliły na wyznaczenie współczynnika przepływu powietrza przez dyszę. Na podstawie sporządzonej charakterystyki α = f(Re) możemy stwierdzić, że liczba przepływu α maleje przy jednoczesnym wzroście liczby Reynoldsa. Pojawiające się błędy mogą wynikać z niedokładności odczytu wysokości słupa rtęci i wskazań rotametru.

4

5

---