Cel ćwiczenia

Celem tego ćwiczenia jest zapoznanie się z pojęciem krytycznej liczby Reynoldsa. Liczbę tą można zaobserwować przy przepływie płynu, natomiast wartości krytyczne przyjmuje przy przejściu z przepływu laminarnego do przepływu turbulentnego lub z turbulentnego do laminarnego.

Stanowisko pomiarowe

Rys. 1. Schemat stanowiska pomiarowego. 1-zbiornik zasilający, 2-zbiornik z barwnikiem, 3-górna rurka, 4-dolna rurka, 5-rotametr, 6-zbiornik Przykładowe obliczenia

Prędkość przepływu

4ݍ

4 ∗ 0,000011

௩

݉

ܸ =

=

= 0,45

ߨ݀ଶ

ߨ ∗ 0,00555ଶ

ݏ

Kinematyczny współczynnik lepkości ଵ

߭ =

=

ହହ଺ସ଴଺,଻ାଵଽ଺଼ଽ,ଶ଻௧ାଵଶସ,଺଴ଽ଺௧మି଴,ଷ଻଼ଷ଻ଽଶ௧మ

ଵ

= 1,049 ∗ 10ି଺ ௠మ

ହହ଺ସ଴଺,଻ାଵଽ଺଼ଽ,ଶ଻∗ଵ଼,ଵାଵଶସ,଺଴ଽ଺∗ଵ଼,ଵమି଴,ଷ଻଼ଷ଻ଽଶ∗ଵ଼,ଵమ

௦

Liczba Reynoldsa

ܸ݀

0,45 ∗ 0,00555

ܴ݁ =

=

= 2369

߭

1,049 ∗ 10ି଺

Tabela wyników

Lp

Dolna rurka

Górna rurka

q

V

Re

q

V

Re

q

V

Re

q

V

Re

vL-T

vT-L

vL-T

vT-L

-

l/h m/s

-

l/h m/s

-

l/h m/s

-

l/h m/s

-

1

39 0,45 2369 25 0,29 1519 72 0,82 4328 25 0,28 1503

2

41 0,47 2491 20 0,23 1215 68 0,77 4087 24 0,27 1443

3

35 0,40 2127 23 0,26 1398 85 0,97 5109 23 0,26 1383

4

42 0,48 2552 22 0,25 1337 92 1,04 5530 20 0,23 1202

5

38 0,44 2309 21 0,24 1276 85 0,97 5109 21 0,24 1262

Wnioski

W tym ćwiczeniu można zaobserwować krytyczną liczbę Reynoldsa.

Łatwo zauważalne jest to, że ta liczba zależy od tego czy przechodzi się z przepływu laminarnego do przepływu turbulentnego czy odwrotnie. Jak widać na powyższych obliczeniach, podczas przejścia z przepływu laminarnego do przepływu turbulentnego, krytyczna liczba Reynoldsa ma większą wartość niż przy przejściu odwrotnym. Można także zaobserwować jaki wpływ na krytyczną liczbę Reynoldsa ma rodzaj wlotu rurki. W dolnej rurce, w której wlot ma ostre krawędzie, krytyczna liczba Reynoldsa niewiele się zmienia w stosunku do krytycznej liczby Reynoldsa zbadanej w górnej rurce, w której wlot ma zaokrąglone krawędzie. W obu rurkach przy przejściu z przepływu turbulentnego do przepływu laminarnego liczba Reynoldsa przyjmuje podobne wartości. Ponieważ w czasie przepływu dokładny moment przejścia z jednego przepływu do drugiego należy dokonać kilkukrotnych pomiarów, tak aby móc obliczyć jej średnią wartość. Dzięki temu wartość tej liczby jest bardziej wiarygodna.