Krzysztof Dziechciowski
Gr 4 bud
Sprawozdanie nr 3. Doświadczenie Reynoldsa
Teoria
Klasyfikacja ruchu ze względu na sposób poruszania się cząstek:
Liczba Reynoldsa
Liczba Reynoldsa jest to wartość bezwymiarowa, która określa charakter ruchu cząstek cieczy.
dla przekroju kołowego i 
dla koryta otwartego, gdzie 
oznacza prędkość średnią przepływu, d - średnica przewodu, v - kinematyczny współczynnik lepkości i Rh - promień hydrauliczny koryta.
Granice liczby Reynoldsa
1.3.1. Dla rurociągów
Re < 2320 2320 < Re < 4000 Re > 4000
1.3.2. Dla koryt otwartych praktycznie nie występuje ruch laminarny a Re > 50000.
Cel i przebieg doświadczenia
Cele doświadczenia jest określenie charakteru ruchu na podstawie obserwacji oraz obliczonej liczby Re.
3. Obliczenia.
Współczynnik lepkości kinematycznej:
ν = 1,1717 * 10-6 m2/s (dla obu średnic, gdyż temperatura jest stała t = 14°C)
d1 = 1,40 cm
A1 = π*d2 / 4 = 1,54 cm2
d2 = 4,0 cm
A2 = π*d2 / 4 = 12,57 cm2
Dziennik pomiarów:
d[cm] |
nr pomiaru |
temp [°C] |
lepkość ν [cSt] |
objętość V [ml] |
V śr [ml] |
czas t [s] |
Q [ml/s] |
Q śr [ml/s] |
v [cm/s] |
Re |
1,40 |
1 |
14 |
1,1717 |
175 |
172 |
40 |
4,38 |
4,29 |
2,79 |
333,113 |
|
|
|
|
170 |
|
|
4,25 |
|
|
|
|
|
|
|
170 |
|
|
4,25 |
|
|
|
|
2 |
|
|
440 |
430 |
12 |
36,67 |
35,83 |
23,28 |
2781,332 |
|
|
|
|
425 |
|
|
35,42 |
|
|
|
|
|
|
|
430 |
|
|
35,83 |
|
|
|
|
|
|
|
430 |
|
|
35,83 |
|
|
|
|
|
|
|
425 |
|
|
35,42 |
|
|
|
|
3 |
|
|
410 |
383 |
5 |
82,00 |
76,50 |
49,70 |
5937,821 |
|
|
|
|
400 |
|
|
80,00 |
|
|
|
|
|
|
|
390 |
|
|
78,00 |
|
|
|
|
|
|
|
375 |
|
|
75,00 |
|
|
|
|
|
|
|
370 |
|
|
74,00 |
|
|
|
|
|
|
|
370 |
|
|
74,00 |
|
|
|
|
|
|
|
380 |
|
|
76,00 |
|
|
|
|
|
|
|
365 |
|
|
73,00 |
|
|
|
4,00 |
1 |
|
|
375 |
375 |
25 |
15,00 |
15,00 |
1,19 |
407,4975 |
|
|
|
|
370 |
|
|
14,80 |
|
|
|
|
|
|
|
380 |
|
|
15,20 |
|
|
|
|
|
|
|
375 |
|
|
15,00 |
|
|
|
|
2 |
|
|
440 |
468 |
3 |
146,67 |
155,83 |
12,40 |
4233,446 |
|
|
|
|
440 |
|
|
146,67 |
|
|
|
|
|
|
|
485 |
|
|
161,67 |
|
|
|
|
|
|
|
490 |
|
|
163,33 |
|
|
|
|
|
|
|
470 |
|
|
156,67 |
|
|
|
|
|
|
|
450 |
|
|
150,00 |
|
|
|
|
|
|
|
480 |
|
|
160,00 |
|
|
|
|
|
|
|
490 |
|
|
163,33 |
|
|
|
|
|
|
|
440 |
|
|
146,67 |
|
|
|
|
|
|
|
490 |
|
|
163,33 |
|
|
|
|
3 |
|
|
310 |
350 |
1 |
310,00 |
349,67 |
27,83 |
9499,22 |
|
|
|
|
310 |
|
|
310,00 |
|
|
|
|
|
|
|
380 |
|
|
380,00 |
|
|
|
|
|
|
|
420 |
|
|
420,00 |
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|
|
350,00 |
|
|
|
|
|
|
|
260 |
|
|
260,00 |
|
|
|
|
|
|
|
380 |
|
|
380,00 |
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
400,00 |
|
|
|
|
|
|
|
365 |
|
|
365,00 |
|
|
|
|
|
|
|
345 |
|
|
345,00 |
|
|
|
|
|
|
|
295 |
|
|
295,00 |
|
|
|
|
|
|
|
305 |
|
|
305,00 |
|
|
|
|
|
|
|
335 |
|
|
335,00 |
|
|
|
|
|
|
|
450 |
|
|
450,00 |
|
|
|
|
|
|
|
340 |
|
|
340,00 |
|
|
|
Wnioski:
Przeprowadzone doświadczenie potwierdziło teoretyczne założenia. Obserwowany przepływ, gdy strużka cieczy fluorescencyjnej pozostawała gładka, po dokonaniu obliczeń jest ruchem laminarnym. To samo można powiedzieć o kolejnych obserwacjach i potwierdzających odpowiedni reżim obliczeniach.
Niepewności pomiaru i obliczeń wynikają z różnych przyczyn. Jedną z nich jest niezbyt dokładny pomiar czasu. Ten zaś wynika z trudności dokładnego określenia momentu rozpoczęcia przepływu przejściowego, a później zaniku cieczy fluorescencyjnej. Wpływ na to ma także czas reakcji mierzącego, a także niepewność określenie zapełnienia menzurki. Konieczne byłoby również odizolowanie układu od czynników zewnętrznych, gdyż nawet lekkie wstrząsy zaburzają przebieg doświadczenia.
Opis reżimów:
Ruch laminarny - ruch cząsteczek cieczy, polegający na poruszaniu się cząsteczek równolegle do siebie tak, że ich tory nie przecinają się - cząsteczki się nie mieszają. Taki ruch wody związany jest z bardzo powolnym płynięciem cieczy w przewodzie.
Ruch Turbulentny - taki ruch cząsteczek cieczy, że ich tory nie są równoległe, przecinają się. Ciecz jest mocno zmieszana, wzburzona. Przykładem jest ruch wody w rzece.
Ruch pośredni - forma przejściowa miedzy ruchem laminarnym a turbulentnym, część cząsteczek porusza się ruchem powolnym a część wzburzonym na rozpatrywanym odcinku przewodu. Ruch ciężki do zaobserwowania.
Wyszukiwarka