ĆWICZENIE NR 4
Temat ćwiczenia: Pomiar prędkości i rozkładu prędkości powietrza anemometrem skrzydełkowym
1. Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia określenie rozkładu prędkości powietrza wypływającego z otworu nawiewnego za pomocą przyrządu umożliwiającego pomiar w otwartej przestrzeni jakim jest anemometr skrzydełkowy.
2. Zakres ćwiczenia: Ćwiczenie obejmuje pomiar rozkładu prędkości
izotermicznego strumienia powietrza wypływającego z otworu nawiewanego anemometrem skrzydełkowym w punktach położonych wzdłuż osi wypływu. Poprzez interpolację graficzną łącząc liniami punkty o jednakowych prędkościach przedstawienie na wykresie widma prędkości.
3. Budowa stanowiska W skład stanowiska pomiarowego wchodzi układ
wentylacyjny jakim jest wentylator tłoczący powietrze do otworu nawiewnego w przewodzie ssącym. Dla określenia wydatku wentylatora ustawiona jest rurka Prandtla z mikromanometrem Recknagla i anemometr stałotemperaturowy.
Rurka Pradntla Jest to zwykła zmodyfikowana wersja rurki Pitota. Do rurki
Prandtla jest podłączony manometr cieczowy U-rurkowy.
4. Opracowanie wyników:
a) pomiar wydatku wentylatora:
L.p. |
Wychylenie słupa cieczy |
Przełożenie mikromanometru |
Ciśnienie dynamiczne |
Średnie c.dynam. |
Prędkość średnia |
Wydatek wentylatora |
- |
m |
- |
N/m2 |
N/m2 |
m/s |
m3/h / m3/s |
1 |
0,031 |
0,2 |
49,9 |
7,6 |
9,46 |
0,0047 [m3/s] |
2 |
0,039 |
0,2 |
62,7 |
|
|
|
3 |
0,043 |
0,2 |
69,2 |
|
|
|
4 |
0,043 |
0,2 |
69,2 |
|
|
|
5 |
0,039 |
0,2 |
62,7 |
|
|
|
6 |
0,021 |
0,2 |
33,8 |
|
|
|
7 |
0,031 |
0,2 |
49,9 |
7,8 |
9,71 |
0,0048 [m3/s] |
8 |
0,042 |
0,2 |
67,6 |
|
|
|
9 |
0,043 |
0,2 |
69,2 |
|
|
|
10 |
0,042 |
0,2 |
67,6 |
|
|
|
11 |
0,041 |
0,2 |
66,0 |
|
|
|
12 |
0,030 |
0,2 |
48,3 |
|
|
|
Wysokość korka hk=31mm
Grubość rury 10mm
Średnica rury D=138mm
Promień rury R=69mm
r1= 
= 28,16 mm
r2= 
48,79 mm
r3= 
62,98 mm
H1= hk + R - r3 = 31mm + 69mm - 62,98mm = 37,01 mm
H2= hk + R - r2 = 31mm + 69mm - 48,79mm = 51,21 mm
H3= hk + R - r1 = 31mm + 69mm - 28,16mm =71,83 mm
H4= hk + R + r1 = 31mm + 69mm + 28,16mm =128,16 mm
H5= hk + R + r2 = 31mm + 69mm + 48,79mm =148,79 mm
H6= hk + R + r3 = 31mm + 69mm + 62,98mm =162,98 mm
I. Wychylenie słupa cieczy (denaturatu)
Mierzone w pionie.
H1= 32 mm -1 = 31mm = 0,031 m
H2= 40 mm -1 = 39mm = 0,039 m
H3= 44 mm -1 = 44mm = 0,044 m
H4= 44 mm -1 = 44mm = 0,044 m
H5= 40 mm -1 = 40mm = 0,040 m
H6= 22 mm -1 = 22mm = 0,022 m
Mierzone w pioziomie.
H1= 32 mm -1 = 31mm = 0,031 m
H2= 43 mm -1 = 42mm = 0,042 m
H3= 44 mm -1 = 43mm = 0,043 m
H4= 43 mm -1 = 42mm = 0,042 m
H5= 42 mm -1 = 41mm = 0,041 m
H6= 31 mm -1 = 30mm = 0,030 m
II. Ciśnienie dynamiczne
Pd= l n ρm G
Pd- ciśnienie dynamiczne
l- wychylenie słupa cieczy [m]
n- przyłożenie mikromanometru
ρm- gęstość cieczy mikromanometrycznej (denaturat 820
)
G- przyspieszenie ziemskie
Mierzone w pionie.
pd1=0,031m
0,2
820
9,81
= 49,9
pd2=0,039m
0,2
820
9,81
= 62,7
pd3=0,043m
0,2
820
9,81
= 69,2
pd4=0,043m
0,2
820
9,81
= 69,2
pd5=0,039m
0,2
820
9,81
= 62,7
pd6=0,021m
0,2
820
9,81
= 33,8
Mierzone w poziomie.
pd1=0,031m
0,2
820
9,81
= 49,9
pd2=0,042m
0,2
820
9,81
= 67,6
pd3=0,043m
0,2
820
9,81
= 69,2
pd4=0,042m
0,2
820
9,81
= 67,6
pd5=0,041m
0,2
820
9,81
= 66,0
pd6=0,030m
0,2
820
9,81
= 48,3
III. Średnie ciśnienie dynamiczne:
Pds= 
Mierzone w pionie.
Pds=
Mierzone w poziomie.
Pds= 
IV. Prędkość średnia:
Vsr= 
Mierzone w pionie.
Vsr= 
Mierzone w poziomie.
Vsr= 
Ρ- `ro', gęstość powietrza, 1,29 kg/m3
Pdś - średnie ciśnienie dynamiczne [N/m2]
V. Wydatek wentylatora
F- pole przekroju poprzecznego; πR2 = 3,14 x (69)2= 0,014 m2
Wśr - prędkość średnia
Mierzone w pionie.
V= 0,014 x 0,340 = 0,0047
Mierzone w poziomie.
V= 0,014 x 0,348 = 0,0048
b) pomiar prędkości anemometru:
L.p. |
Odległości pomiarowe |
Prędkość |
|
- |
X [cm]/ [m] |
Y [cm]/ [m] |
m/s |
1 |
3 /0,03 |
4/ 0,04 |
3,9 |
2 |
6/ 0,06 |
4/ 0,04 |
4,1 |
3 |
9/ 0,09 |
4/ 0,04 |
4,1 |
4 |
12/ 0,12 |
4/ 0,04 |
3,5 |
5 |
3/ 0,03 |
8/ 0,08 |
3,7 |
6 |
6/ 0,06 |
8/ 0,08 |
4,2 |
7 |
9/ 0,09 |
8/ 0,08 |
4,6 |
8 |
12/ 0,12 |
8/ 0,08 |
4,7 |
9 |
3/ 0,03 |
12/ 0,12 |
4,3 |
10 |
6/ 0,06 |
12/ 0,12 |
4,4 |
11 |
9/ 0,09 |
12/ 0,12 |
4,2 |
12 |
12/ 0,12 |
12/ 0,12 |
4,0 |
13 |
3/ 0,03 |
16/ 0,16 |
3,3 |
14 |
6/ 0,06 |
16/ 0,16 |
4,0 |
15 |
9/ 0,09 |
16/ 0,16 |
4,5 |
16 |
12/ 0,12 |
16/ 0,16 |
4,6 |
17 |
3/ 0,03 |
20/ 0,20 |
4,9 |
18 |
6/ 0,06 |
20/ 0,20 |
4,9 |
19 |
9/ 0,09 |
20/ 0,20 |
4,7 |
20 |
12/ 0,12 |
20/ 0,20 |
4,5 |
21 |
3/ 0,0 |
24/ 0,24 |
4,5 |
22 |
6/ 0,06 |
24/ 0,24 |
4,8 |
23 |
9/ 0,09 |
24/ 0,24 |
4,9 |
24 |
12/ 0,12 |
24/ 0,24 |
4,8 |
5. Wnioski:
Celem ćwiczenia było określenie rozkłądu prędkości powietrza wypływającego z otworu nawiewnego za pomocą anemometru skrzydełkowego i rurki Prandtla. Na podstawie odczytów z obydwu urządzeń, wnioskuje się że przy mierzeniu prędkości powietrze za pomocą rurki Prandtla, ciśnienie dynamiczne wzrasta im zmniejsza się promień koła, w mikromanometrze Recknagla, po przekroczeniu połowy średnicy, zaczyna ciśnienie to spadać. Natomiast przy badaniu anemometrem, ciśnienie wzrasta bardziej, im bliżej urządzenie jest dolej krawędzi wylotowej powietrza z nawiewu.
Ewentualne błędy w pomiarach mogą wynikać z błędnego pomiaru rozkładu prędkości anemometru skrzydełkowego niedokładne utrzymywanie urządzenie, i drgania ręki przy pomiarze za pomoća rurki Prandtla.
Wyszukiwarka