Politechnika Krakowska Nazwisko i Imię:

Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej

Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej

Rok akademicki 2015/2016 Grupa laboratoryjna:

LABORATORIUM

Z PODSTAW INŻYNIERII CHEMICZNEJ

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 28 i 31

Temat: Doświadczenie Reynoldsa.

Charakterystyka pompy wirowej.

Termin zajęć: 13.10.2015r.

Termin zaliczenia:

Ocena:

Ćwiczenie 28

DOŚWIADCZENIE REYNOLDSA

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia nr 28 było powielenie doświadczenia Reynoldsa, tzn. eksperymentalne wyznaczenie krytycznych licz Re_k, dla których przepływ cieczy w przewodach o przekroju kłowym traci charakter laminarny.

2. Pomiary i obliczenia:

1. Wzór na prędkość przepływu płynu z objętościowego natężenia przepływu:

2. Wzór na liczby Reynoldsa:

3. Parametry fizykochemiczne dla wody w temperaturze pokojowej:

Średnica rurociągu d_w1 = 22 [mm] = 0,022 [m]

L.p.	Działka rotametru	Qv [dm^3/h]	Qv [m^3/s]	u [m/s]	Re	Rodzaj przepływu (obserwacje)	Zakres
1.	0	50	1,38 10^-5	0,03655	801,8508	Laminarny (barwnik opada na dolną ściankę rurociągu)
2.	10	89,44	2,48 10^2	0,06539	1436,00	Laminarny (ruch odbywa się równolegle do osi przewodu)
3.	20	128,88	0,0000358	0,09423	2069,23	Laminarny (zaczyna lekko falować)
4.	30	168,32	4,6759 10^-5	0,12306	2702,45	Przejściowy (ruchy poprzeczne zaczynają być bardziej widoczne)
5.	40	207,76	5,7711 10^-5	0,15189	3335,68	Przejściowy (ruchy poprzeczne bardzo widoczne)
6.	50	247,2	6,8667 10-5	0,18073	3968,91	Burzliwy
7.	55	266,92	7,4144 10^-5	0,19515	4281,29	Burzliwy

Średnica rurociągu d_w2 = 32 [mm] = 0,032 [m]

L.p.	Działka rotametru	Qv [dm^3/h]	Qv [m^3/s]	u [m/s]	Re	Rodzaj przepływu (obserwacje)	Zakres
1.	0	37,5	1,0417 10^-5	0,012959	413,53
2.	10	77,78	2,1606 10^-5	0,026878	858,55
3.	20	118,06	3,2794 10^-5	0,040797	1303,16
4.	30	158,34	4,3983 10^-5	0,054717	1747,78
5.	40	198,62	5,5172 10^-5	0,068636	2192,39
6.	50	238,9	6,6361 10^-5	0,082555	2637,01
7.	60	279,18	7,7553 10^-5	0,096474	3081,62
8.	70	319,46	8,8739 10^-5	0,110393	3526,24
9.	80	354,74	9,9928 10^-5	0,124313	3970,84

Średnica rurociągu d_w3 = 51 [mm] = 0.051 [m]

L.p.	Działka rotametru	Qv [dm^3/h]	Qv [m^3/s]	u [m/s]	Re	Rodzaj przepływu (obserwacje)	Zakres
1.	25	107,025	2,9729 10^-5	0,01456	741,24
2.	30	123,430	3,4286 10^-5	0,01679	854,86
3.	34	136,554	3,7932 10^-5	0,01858	944,93

3. Wnioski:

Średnica rury ma duży wpływ na rodzaj przepływu cieczy, a co za tym idzie ważną rolę odgrywa także natężenie przepływu oraz prędkość. Wraz ze wzrostem średnicy rury coraz ciężej jest uzyskać przepływ burzliwy. Różnice miedzę wartościami obliczeniowymi, a obserwacjami wynikają z trudności uchwycenia zmiany rodzaju przepływu. Wystąpienie błędu może być też spowodowane dyszą, która wprowadza ciecz w zawirowania. Wpływać na to może również indykator mający inne właściwości fizycznych od płynącej w rurociągu wody.

Tablicowa wartość siły Reynolds'a dla przepływu przez przewód o przekroju kołowym ma wartość:

• Re < 2100 mamy przepływ laminarny

• Re > 10 000 występuje przepływ burzliwy

Ćwiczenie 31

CHARAKTERYSTYKA POMPY WIROWEJ

1. Cel ćwiczenia:

Celem tego ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki pompy wirowej dla danej liczby obrotów. Wykonujemy doświadczenie za pomocą autotransformatora ustawiając wymaganą liczę obrotów wirnika. Następnie odczytujemy odczytu wskazań manometru i aktualnego wydatku objętościowego. Dokonujemy pomiarów jak poprzednio tylko w przypadku ćwiczenia z pompą wirową dla każdego punktu pomiarowego zmienia się charakterystykę rurociągu przez zmiany zaworu na tłoczeniu pompy.

2. Pomiary i obliczenia:

Charakterystyka rotametru: Q_V =0,0116n+0,12 [m³/h]

Gęstość pompowanej cieczy: ρ=1000 [kg /m³]

1. Zależność objętościowego natężenia przepływu:

2. Wzór na użyteczną wysokość pompowania:

3. Wzór na rzeczywiste zapotrzebowanie mocy:

Rurociąg 1

Obroty [obr/min]	∆p [MPa]	H [m]	U [V]	I [A]	Nrz [W]	Skala rotametru	Qv [m^3/h]	Qv^2
600	0,02	2,03874	50	1,0	50	0	0,120	0,014
800	0,04	4,07747	64	1,3	83,20	4,5	0,172	0,029
1000	0,07	7,13558	80	1,7	136	10	0,236	0,056
1200	0,10	10,1936	96	2,2	211,2	15	0,294	0,086
1400	0,14	14,2712	114	2,4	273,6	21	0,364	0,132
1600	0,18	18,3486	130	2,7	351	27	0,433	0,187
1800	0,23	23,4455	150	3,5	525	33	0,503	0,253
2000	0,29	29,5617	167	4,2	701,4	39	0,572	0,327
2200	0,33	33,6391	183	4,8	878,4	51	0,712	0,507
2400	0,38	38,7360	193	5,6	1080,8	54,5	0,752	0,565

Rurociąg 2

Obroty [obr/min]	∆p [MPa]	H [m]	U [V]	I [A]	Nrz [W]	Skala rotametru	Qv [m^3/h]	Qv^2
600	0,01	1,01936	44	1,0	44	15	0,294	0,086
800	0,03	3,05810	61	1,2	73,2	25	0,410	0,168
1000	0,04	4,07747	78	1,5	117	35	0,526	0,277
1200	0,07	7,13558	94	2	188	45	0,642	0,412
1400	0,09	9,17431	110	2,3	253	57	0,781	0,610
1600	0,12	12,2324	126	2,6	327,6	67	0,897	0,805
1800	0,16	16,3099	145	3,4	493	78	1,025	1,051
2000	0,2	20,3874	163	4	652	86	1,118	1,250
2200	0,25	25,4842	180	4,6	828	94	1,210	1,464

Pompa:

1. Zależność objętościowego natężenia przepływu:

2. Wzór na użyteczną wysokość pompowania:

3. Wzór na rzeczywiste zapotrzebowanie mocy:

4. Wzór na teoretyczne zapotrzebowanie mocy:

5. Wzór na sprawność ogólną urządzenia:

Pompa 1 - 1200 [obr/min]

Skala rotametru	Qv [m^3/h]	∆p [MPa]	H [m]	U [V]	I [A]	Nrz [W]	Nt [W]	η0
0	0,12	0,1	10,19	94	2	188	3,33	0,0177
10	0,24	0,1	10,19	95	2	190	6,66	0,0351
20	0,35	0,09	9,17	95	2	190	8,74	0,0460
30	0,47	0,08	8,15	95	2	190	10,43	0,0548
40	0,58	0,08	8,15	95	2	190	12,88	0,0677
50	0,70	0,06	6,11	95	2	190	11,65	0,0613
60	0,82	0,04	4,07	96	2	192	9,09	0,0473
70	0,93	0,02	2,03	96	1,9	182,4	5,14	0,0282
74,5	0,98	0,01	1,01	96	1,9	182,4	2,69	0,0147

Pompa 2 - 2200 [obr/min]

Skala rotametru	Qv [m^3/h]	∆p [MPa]	H [m]	U [V]	I [A]	Nrz [W]	Nt [W]	η0
0	0,12	0,38	38,74	180	4,8	864	12,67	0,0147
10	0,24	0,37	37,71	180	4,8	864	24,66	0,0285
20	0,35	0,36	36,69	181	4,8	868,8	34,99	0,0403
30	0,47	0,35	35,67	181	4,8	868,8	45,68	0,0526
40	0,58	0,33	33,63	181	4,8	868,8	53,15	0,0612
50	0,70	0,32	32,61	180	4,8	864	62,20	0,0720
60	0,82	0,31	31,60	180	4,8	864	70,61	0,0817
70	0,93	0,29	29,56	180	4,6	828	74,91	0,0905
80	1,05	0,27	27,52	180	4,6	828	78,74	0,0951
90	1,16	0,26	26,50	180	4,6	828	83,77	0,1012
95	1,22	0,24	24,46	178	4,6	818,8	81,32	0,0993

(obliczenia, wykresy i wnioski)

---