Kraków 18.11.2015r.
Prowadzący: Dr Tomasz Kondratowicz
Data oddania sprawozdania:& & & & & & & & & & & & & & .
Kowalczyk Justyna
Biologia środowiska
Grupa T4
SPRAWOZDANIE ĆWICZENIE H3
Temat ćwiczenia: OKREŚLENIE KRYTYCZNEJ LICZBY REYNOLDSA
I WST
P TEORETYCZNY:
i
Liczby podobieństwa, zwane też liczbami kryterialnymi  bezwymiarowe współczynniki stosowane w
równaniach zachowania, opisujące układy fizyczne i sprowadzone do postaci bezwymiarowej,
definiowane zwykle jako stosunek łatwo mierzalnych wielkości wymiarowych lub jako stosunek wyrazów
opisujących dany proces w równaniach. Służą one zwykle do upraszczania rachunków fizycznych i
inżynieryjnych, a ich wartość pozwala często na łatwe charakteryzowanie natury opisywanych przez nie
zjawisk.
Najczęściej stosowane liczby podobieństwa to:
�� liczba Eulera
�� liczba Froude'a
�� liczba Macha
�� Liczba Reynolds a
Liczba Froude a jest to jedna z liczb podobieństwa, opisująca wpływ siły ciężkości na zjawiska
przepływu płynów. Jej nazwa pochodzi od brytyjskiego inżyniera Williama Froude a.
Intuicyjnie, liczba Frouda określa stosunek energii kinetycznej cieczy do energii potencjalnej
potrzebnej do odchylenia (wymuszenia) przepływu płynów (cieczy lub gazu).
gdzie:
v  prędkość przepływu płynu,
g  przyspieszenie ziemskie,
L  wymiar liniowy.
II CEL ĆWICZENIA:
Celem ćwiczenia było określenie krytycznej liczby Reynoldsa i zapoznanie się z warunkami przejścia
ruchu laminarnego w turbulentny na drodze wizualizacji przepływ wody w rurach szklanych o różnej
średnicy przez doprowadzenie do rury cieczy barwnej.
1
III WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Odkręcono zawór (1), w celu napełnienia zbiornika (2) i ustalono stały poziom wody.
2. Upewniono się czy zawór (9) jest otwarty do maksymalnego przepływu, a następnie otwarto
zawór rury (7) o średnicy wewnętrznej 21,6 cm.
3. Wyregulowano żądany przepływ wody (1;2;3;2,5;1,5;0,5 [L/min]) za pomocą rotametru (8).
4. Po ustaleniu odpowiedniego przepływu wody, wlano do zbiorniczka (3) barwnik.
5. Obserwowano jaki strumień wypływa ( czy jest to strumień o ruchu laminarnym czy
turbulentnym) oraz temperaturę.
6. Wyniki zapisano. S = ()/4 [m2]
IV WYNIKI:
Średnica rury = 21,6 cm = 0,0216 m
Pole przekroju
S =
S = 0,00036625 m2
WSKAZANIE WSKAZANIE
TEMPERATURA WIZUALIZACJIA Re
ROTAMETRU ROTAMETRU
�C --- -
1,0 0.0000167 16 998,97 0,00111 Laminarny 886,44
2,0 0.0000333 16 998,97 0,00111 Turbulentny 1 767,04
3,0 0.0000500 16 998,97 0,00111 Turbulentny 2 653,48
2,5 0.0000417 16 998,97 0,00111 Turbulentny 2 212 20
1,5 0.0000250 15,5 999,18 0,00114 Turbulentny 1 291,15
0,5 0.0000083 15,5 999,18 0,00114 Laminarny 429,75
2
V OBLICZENIA I WNIOSKI:
�� Wzór na obliczenie wartości liczby Reynoldsa:
gdzie:
Re  liczba Reynoldsa [-]
wśr  prędkość średnia w przekroju przewodu [m/s]
d  średnica przewodu [m]
[kg/m3]
�  dynamiczny współczynnik lepkości [kg/(m*s)]
�� Wzór na prędkość średnią w przekroju przewodu:
gdzie:
U  szybkość przepływu (wskazanie rotametru) [m3/s]
S  pole przekroju [m2]
Obliczenie średniej prędkości w przekroju przewodu oraz wartości liczby Reynoldsa:
�� dla 0.0000167 m3/s: �� dla 0.0000417 m3/s:
wśr = 0,1138 [m/s]
wśr = 0,0456 [m/s]
Re =
Re =
Re = 2 212,20
Re = 886,44
�� dla 0.0000250 m3/s:
�� dla 0.0000333 m3/s:
w = 0,0682 [m/s]
śr
wśr = 0,0909 [m/s]
Re =
Re =
Re = 1 291,15
Re = 1 767,04
�� dla 0.0000083 m3/s:
�� dla 0.0000500 m3/s:
w = 0,0227 [m/s]
śr
w = 0,1365 [m/s]
śr
Re =
Re =
Re = 429,75
Re = 2 653,48
Podczas ćwiczenia mogliśmy zauważyć jak wygląda ruch laminarny, a jak turbulentny.
Jeżeli Re< 2320 to występuje ruch laminarny, a jeżeli Re >10000 to wstępuje ruch turblulentny. Możemy
wyróżnić jeszcze ruch przejściowy, gdy 2320>Re>10000.
Jak widać nasze obserwacje, nie zgadzają się z wiedzą teoretyczną. Dlaczego tak się dzieje? Dzieje się tak,
ponieważ na wartość krytyczną liczby Reynoldsa może mieć wpływ gładkość ścianek , a także ich drgania.
Możliwe jest też, że została odczytana zła temperatura wody.
3
i Bibliografia: www.wiipedia.pl oraz materiały do zajęć