Politechnika Wrocławska Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów	Temat: Badanie modelowego przelewu mierniczego		nr. ćw: 4.17.
Bartosz Korkus M - E rok III sekcja 3	Data wykonania ćwiczenia: 20.11.1995	Data i ocena:
Uwagi prowadzącego:

1. Cel ćwiczenia :

• wykonanie pomiarów dla modelu o znanej skali podobieństwa liniowego

• sporządzenie charakterystyki rzeczywistego przelewu mierniczego na podstawie wykonanych pomiarów

2. Rozpatrywane zagadnienie :

Przelew mierniczy pozwala określić natężenie przepływu strumienia cieczy na podstawie pomiaru wysokości spiętrzenia cieczy. Znając kształt przelewu ( równanie dA = b(z)dz ) oraz wzór na prędkość

Po podstawieniu do wzoru :

i scałkowaniu otrzymujemy ostatecznie równanie strumienia przepływu w funkcji h dla przelewu prostokątnego :

Współczynnik przepływu określa równanie :

Siłami decydującymi w tym ruchu są siły ciężkości dlatego warunkiem częściowego podobieństwa przelewów jest równość liczb Froude`a. Dlatego wartości rzeczywiste wyliczamy ze wzorów :

3. Schemat stanowiska :

W - wodowskaz kolcowy

T - termometr

E - przelew mierniczy

K - koryto modelowe

R - zawór

S - siatka uspakająca przepływ

4. Wyniki pomiarów :

WARUNKI DOŚWIADCZENIA :

• T = 17,4 ^OC = 290,4 K - temperatura płynu

• ρ = 998,704 kg/m³ - gęstość płynu

• b = 0,03 m

• h_O = 0,005 m - minimalne spiętrzenie

• ζ_l = 1,21 - skala podobieństwa liniowego

Tabela wyników

L.p	m/4,77 [kg]	t [s]	h` [m]	hrz [m]	Qm [10^-3 m^3/s]	Qrz [10^-3 m^3/s]	μ
1.	1	35,36	0,016	0,019	0,135	0,217	0,501
2.	1	29,31	0,022	0,027	0,162	0,261	0,373
3.	1	24,05	0,027	0,033	0,198	0,319	0,335
4.	2	36,05	0,028	0,034	0,264	0,425	0,424
5.	2	27,85	0,032	0,039	0,342	0,551	0,449
6.	2	22,22	0,037	0,045	0,429	0,691	0,453
7.	2	20,23	0,040	0,048	0,472	0,760	0,443
8.	2	19,03	0,044	0,053	0,501	0,807	0,408
9.	2	16,17	0,048	0,058	0,590	0,950	0,422
10.	2	13,43	0,053	0,064	0,711	1,145	0,438
11.	2	10,69	0,060	0,073	0,893	1,438	0,457
12.	2	10,18	0,065	0,079	0,938	1,511	0,425

PRZYKŁADOWE OBLICZENIA ( dla pomiaru 10.) :

1. Natężenie przepływu (modelowe i rzeczywiste )

* 10^-3 m³/s

2. Wysokość spiętrzenia rzeczywistego h_rz

m

3. Wyznaczanie współczynnika przepływu μ

5. Rachunek błędów :

Obliczenia przeprowadzono dla pomiaru nr 10.

1. Błąd wartości Q_m :

Δt = 0,01 s

Δm = 0,005 kg

m³/s

δQ = (ΔQ/Q) * 100 % = (0,00115 / 0,711) * 100 % = 0,16 %

2. Błąd wartości współczynnika μ :

Δh = 0,001 m

ΔQ = 0,0012 * 10^-3 m³/s

δμ = (Δμ / μ) * 100 % = (0,0006 / 0,438) * 100 % = 0,15 %

6. Nałożenie charakterystyk przelewu rzeczywistego i modelowego :

7. Wnioski końcowe :

1). Na podstawie pomiarów wykonanych na modelu o znanej skali liniowej ξ_l można sporządzić charakterystykę rzeczywistego przelewu mierniczego.

2.) Przelew mierniczy jest bardzo wygodną metodą pomiaru natężenia przepływu. Wyznaczenie wartości Q ogranicza się do pomiaru wartości spiętrzenia, co daje poprawne wyniki po spełnieniu warunku niezwilżania dolnej ściany przelewu.

3). Spełnienie wszystkich liczb podobieństwa (Froude'a, Eulera, Reynoldsa, Strouhala) jest niemożliwe (skrypt „Mechanik płynów” pod redakcją Krystyny Jeżowskiej-Kabsch). Ponieważ w czasie doświadczenia dominującą siłą jest siła ciężkości ,więc w czasie obliczeń podobieństwa wykorzystano równość Froude'a.

4.) Błędy wynikające z obliczeń mają niewielki wpływ na otrzymane wyniki ponieważ ich wartości są niewielkie.

5). Punkty pomiarowe sporządzone w czasie doświadczenia odbiegają wartością od charakterystyki teoretycznej opisanej wykładniczą funkcję rosnącą Q = C * f ( h^1,5 ). Rozbieżności można uzasadnić dużą bezwładnością zwierciadła cieczy w wodowskazie, co powodowało niedokładny odczyt wartości h` ( wysokość spiętrzenia ).

---