Określanie krytycznej liczby Rejnoldsa DOC


Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest określenie krytycznej liczby Reynoldsa Rekr na podstawie obserwacji zabarwionej strugi cieczy, wprowadzonej równolegle do osi prostej, poziomej, przeżroczystej rury przez którą płynie czysta woda.

2.Część teoretyczna

Reynolds wprowadził podstawową klasyfikację przepływów płynów rzeczywistych z podziałem na przepływy laminarne i turbulentne (uwarstwione i burzliwe).

Obserwując przepływ wody w szklanej rurze Reynolds stwierdził że zabarwiona struga wprowadzona do przewodu pozostaje równoległa do ścianek rury i nie barwi strug sąsiednich tylko do pewnej wielkości strumienia objętości, a więc określonej średniej prędkości przepływu. Po przekroczeniu tej "krytycznej" prędkości obserwuje się najpierw falowanie zabarwionej strugi, a następnie stopniowe jej rozpraszanie i lekkie zabarwienia w całej masy cieczy. Świadczy to o wymieszaniu się strugi zabarwionej z całą pozostałą masą przepływającej cieczy tzw. wymianę elementów płynu między sąsiednimi warstwami.

Ten drugi zakres przepływu nazwany został turbulentnym, w przeciwieństwie do regularnego ruchu w zakresie podkrytycznym, zwanego ruchem laminarnym, w ścisłym znaczeniu tego słowa, może być ruchem ustalonym.

Badania swoje przeprowadzał zmieniając średnicę rury. Zaobserwował przy tym, że w rurach o większej średnicy prędkość krytyczna przejścia od ruchu laminarnego do turbulentnego jest mniejsza. Na podstawie obserwacji i póżniejszych badań zachowania się cieczy w przewodach, ustalone zostało równanie, opisujące wartość liczby Reynoldsa, które ma następującą postać :

rv l

Re = ------

m

lub podstawiając

m

n = ---

r

vl

Re = -----

n

gdzie:

r - gęstość płynu

v - prędkość ruchu płynu

m - lepkość dynamiczna

n - lepkość kinematyczna

l - wymiar charakterystyczny

Przejście przepływu laminarnego w turbulentny odbywa się przy określonej wartości liczby Reynoldsa, nazywanej krytyczną liczbą Reynoldsa.

Z doświadczeń wynika, że dla przewodów okrągłych wartość Rekr wynosi Rekr = 2300. Poniżej tej wartości na ogół nie obserwuje się ruchu turbulentnego, natomiast często obserwuje się ruch laminarny, przy znacznie wyższych wartościach od Rekr= 2300. Przy zachowaniu specjalnych warunków przepływu udaje się zachować ruch laminarny nawet przy wartości liczby Reynoldsa równej 50000.

Przyjęły się zatem pojęcia dolnej krytycznej liczby Reynoldsa Rekr1= 2300 oraz górnej krytycznej liczby Reynoldsa Rekr2= 50000. W zakresie Re = Rekr1 * Rekr2 przepływ może być laminarny lub turbulentny, przy czym przepływ laminarny jest wówczas bardzo niestateczny i przy najmniejszym zaburzeniu przekształca się w turbulentny

Wymiarem charakterystycznym dla rury o przekroju kołowym będzie oczywiście jej średnica wewnętrzna d, zatem

vl

Re = -----

n

Prędkość przepływu oblicza się z odczytanego natężenia przepływu na rotametrze. Lepkość kinematyczną dla danej temperatury cieczy należy odczytać z wykresu. Wydatek cieczy określa się zależnością :

p d2

Q = F v = ----- v

4

F - pole powierzchni przekroju rury

4Q

v = ----

p d2

Po podstawieniu otrzymuje się :

4Q d

Rekr= ---- ---

p d2 n

i ostatecznie

4Q

Rekr = -------

p d n

Określenie liczby Reynoldsa w niniejszym ćwiczeniu będzie polegałona ustaleniu takich parametrów przepływu, by znajdował się on na granicy stateczności. Następnie oblicza się wartość liczby Reynoldsa i porównując ją z Rekr1

3.Stanowisko pomiarowe

4.Wnioski

Celem ćwiczenia było ustalenie liczby Reynoldsa dla której przepływ laminarny

przejdzie w przepływ turbulentny. Doświadczenie polegało na stopniowym zwiększaniu

wydatku od wartości zerowej aż do chwili gdy struga barwiona zacznie widocznie falować. W tym samym czasie należy odczytać wydatek obiętościowy Q w l/min.

W naszym przypadku przejście to nastąpiło przy liczbie Reynoldsa Reśr=1935,382. Jest to wartość zbliżona do pierwszej krytycznej liczby Reynoldsa równej Rekr=2300. Rożnica pomiędzy obiema liczbami jest mała co pozwala nam stwierdzić że doświadczenie było przeprowadzone prawidłowo.

.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Określenie krytycznej liczby Reynoldsa
Sprawozdania- inżynieria rynkowski, krytyczna liczba Reynoldsa, TEMAT : OKREŚLENIE KRYTYCZNEJ LICZBY
1Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa, ☆☆♠ Nauka dla Wszystkich Prawdziwych ∑ ξ ζ ω ∏ √¼½¾haslo n
1. Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa, Mechanika płynów
1Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa Pele, ☆☆♠ Nauka dla Wszystkich Prawdziwych ∑ ξ ζ ω ∏ √¼½¾ha
WYznaczanie Krytycznej liczby Reynoldsa w opływie zewnętrznym
Określnie rodzaju i liczby właścicieli i zarządc ów procesów podstawowych i pomocniczych3
Liczby naturalne doc
Ćwiczenie nr 2 Określenie współczynnika lepkości cieczy doc
Wyznaczanie kr liczby Reynoldsa DOC
Liczby rzeczywiste doc
Wyznaczanie kr liczby Reynoldsa 2 DOC
Krytyczna liczba Reynoldsa DOC
1Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa
krytyczna liczba rejnoldsa
Spadek hydrauliczny i krytyczny prawo darcy doc
3 Stateczność prętów prostych, Postaci utraty stateczności, określanie siły krytycznej ppt
Blessing in disguise(1), Fanfiction, Blessing in disguise zawieszony na czas nie określony, Doc
Blessing in disguise, Fanfiction, Blessing in disguise zawieszony na czas nie określony, Doc

więcej podobnych podstron