Ćwiczenie: 4	Temat: Pomiar współczynnika lepkości powietrza.	Data wykonania ćwiczenia
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii
Rok II, semestr 3		Ocena

1. Schemat ideowy i cel ćwiczenia.

Ćwiczenie polega na kilkukrotnym otwarciu zaworu zbiornika z wodą na czas ok.10 s, mierzeniu ilości wody jaka spłynie w tym czasie do naczynia, oraz dokonywanie dokładnych pomiarów; czasu otwarcia zaworu, oraz spadku ciśnienia powietrza na długości L = 1 m rury, przez którą ono płynie. Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika lepkości powietrza.

2. Wyniki i dane pomiarowe.

2.1 Wyniki pomiarowe;

Czas t [s]	Spadek ciśnienia Δp[Pa]	Objętność V[mm^3]
10,2	173	260
9,9	174	255
10,1	172	260
10,2	176	260
10,1	179	260

2.2 Dane pomiarowe;

D - średnica rurki przyrządu [m];

D=3,1 [mm];

L - długość rurki przyrządu[m];

L=1 [m].

3. Wykonywanie obliczeń na podstawie uzyskanych wyników.

3.1 Obliczanie objętościowego wydatku przepływu.

gdzie:

V - objętość wody w naczyniu = objętość przepływającego powietrza [m³];

t - czas przepływu powietrza [s].

3.2 Obliczanie współczynnika lepkości dynamicznej powietrza.

gdzie:

Δp - różnica ciśnień wskazana przez manometr [Pa];

D - średnica rurki przyrządu [m];

Q - objętościowy wydatek przepływu [m³/s];

L - długość rurki przyrządu[m];

π =3,14 - stała matematyczna.

3.3 Obliczanie prędkości średniej przepływu powietrza.

gdzie:

V - objętość wody w naczyniu = objętość przepływającego powietrza [m³];

L - długość rurki przyrządu[m];

π =3,14 - stała matematyczna.

3.4 Obliczanie liczby Reynoldsa.

gdzie:

v - prędkość przepływu powietrza [m/s];

D - średnica rurki przyrządu [m];

ν - współczynnik kinematycznej lepkości powietrza [m²/s];

4. Wyniki obliczeń.

Q[m^3/s]	μ [kg∙m/s]	Vśr [m/s]	Re
2,55 *10^-5	1,53384*10^-5	3,378937	655,5138
2,58*10^-5	1,5267*10^-5	3,41438	662,3898
2,57*10^-5	1,51003*10^-5	3,412392	662,004
2,55*10^-5	1,56044*10^-5	3,378937	655,5138
2,57*10^-5	1,57148*10^-5	3,412392	662,004

3.5 Obliczanie wartości średniej współczynnika dynamicznej lepkości powietrza:

gdzie:

n - liczba pomiarów;

μ - współczynnik dynamicznej lepkości powietrza (obliczony z wyników danego pomiaru) [kg/m∙s];

μ_śr = 1,7505 ∙ 10^-5 [kg/m∙s]

3.6 Obliczanie odchylenia standardowego:

S_μ = 2,51 ∙ 10^-7 [kg/m∙s]

Stałe fizyczne:

ρ = 1,2 [kg/m³]- gęstość powietrza;

=1,6∙10^-5 [m²/s] - współczynnik kinematycznej lepkości powietrza [m²/s];

Wnioski;

W każdym z wykonanych pomiarów liczba Reynolds'a jest mniejsza od 2300, w związku z tym wnioskujemy, że badane przepływy powietrza w rurce urządzenia jest laminarny.

1

---