1

Przepływ laminarny i burzliwy cieczy

Wykonywanie ćwiczenia:

1. Odkręcić zawór nr 3

2

(rys. 1). Woda wylewa się ze stałą prędkością do

zlewki.

2. Odczytać wysokość słupa cieczy h

1

i h

2

w rurkach manometrycznych 5

(rys.1).

3. Zmierzyć czas t wypływu około 400 ml wody.

4. Objętość V wody, która wypłynęła do zlewki zmierzyć dokładnie cylindrem

miarowym, po czym wodę wlać do butli 1.

5. Powtórzyć 10-krotnie punkty 1- 4 dla innych prędkości wypływu wody,

zmieniając stopień otwarcia zaworu 3

2

tak by poziom h

2

zmieniał się co 1 cm.

6. Dla każdego pomiaru wyliczyć h = h

1

– h

2

oraz wydatek wody

t

V

s

cm

3

.

7. Sporządzić wykres zależności h od

t

V

.

2

Opracowanie wyników.

Przykładowe pomiary i ich opracowanie przedstawia tabela 1 i rys. 2.

Na rys. 2 wyraźnie widać, że punkty pomiarowe układają się na prostej A i

krzywej B.

Na osi odciętych odczytujemy wartości wydatku wody

k

t

V

odpowiadającego

przecięciu się tych linii. Na przykładowym wykresie

k

t

V

= 10,5 cm

3

/s =

10,5 10

-6

m

3

/s.

Mając tę wartość liczymy prędkość wypływu ze wzoru:

k

2

k

t

V

r

1

v

, gdzie

r oznacza promień rurki. Jest to wartość prędkości, dla której przepływ
laminarny przechodzi w przepływ burzliwy.
Mając v

k

liczymy liczbę Reynolds’a ze wzoru

r

v

Re

k

gdzie:

r = 3 10

-3

m

w

= 10

3

kg/m

3

w

= 10

-3

kg/m s

Dla podanego przykładu:

s

m

37

,

0

s

m

10

5

,

10

m

)

10

3

(

1

v

3

6

2

2

3

k

Wielkość liczby Reynolds’a będzie więc równa:

1110

s

m

kg

10

m

kg

10

m

10

3

s

m

37

,

0

Re

3

3

3

3

.

3

Wyniki pomiarów i obliczeń zebrać w tabeli:

Tabela 1.

Lp.

h

1

[cm]

h

2

[cm]

h [cm]

V [cm

3

]

t [s]

s

cm

t

V

3

1.
2.
3.

29,3

.
.

29,1

0,2

300

169

1,78

Rys. 2.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4

4,2

4,4

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

V/t[cm

3

/s]

h[cm]

B

A

4