Katedra Energetyki i Ochrony Åšrodowiska
Laboratorium z mechaniki płynów
Temat dwiczenia:
 Reakcja hydrodynamiczna strumienia Data dwiczenia:
cieczy na nieruchomÄ… przeszkodÄ™ 06.04.2010r.
Grupa 13A Ocena:
Mleczko Agnieszka
WIMiR
1. Cel dwiczenia:
Celem dwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie reakcji wywieranej przez strumieo
wody na płytkę, a następnie porównanie wyników doświadczenia z wartością reakcji
uzyskanÄ… na drodze teoretyczno-obliczeniowej.
2. Schemat stanowiska pomiarowego:
1  płyta
2  struga wody
3  dysza
4  układ
prętowy
5- wskaz
nik
kÄ…towy
6  obudowa
7  zawór
8  rotametr
9  Å‚Ä…cznik
10. odpływ wody
Opis:
Płyta płaska czołowa(1) pod wpływem reakcji hydrodynamicznej strumienia cieczy
wypływającej z dyszy (2) przemieszcza się pionowo, przy czym układ prętowy (6) zapewnia
utrzymanie prostopadłego położenia płyty względem napływającego strumienia cieczy.
Wielkośd odchylenia prętów(6) od pionu można odczytad ze wskaz
nika kÄ…towego .
(3).Natężenie przepływu cieczy mierzymy rotametrem (4) a jego wartośd możemy
kontrolowad za pomocą zaworu(5).Obudowa(7) zapewnia swobodny przepływ wody .
3. Schemat zawieszenia płytki:
mr  masa tarczy
mpr  masa pręta
mp  masa płyki
4. Dane:
masa płytki mpł =0.06690[kg]
masa tarczy mr =0.04525[kg]
masa prętów mpr= 0.01705[kg]
średnica dyszy d =0.004[m]
kg
gÄ™stoÅ›d wody rð =ð 1000éð Å‚ð
Ä™ðm3 Å›ð
ëð ûð
m
przyspieszenie ziemskie g = 9.81éð 2 Å‚ð
Ä™ðs Å›ð
ëð ûð
5. Metodyka pomiarów:
Przed przystąpieniem do dwiczenia sprawdzid sprzęt pomiarowy i badany. Pomiary
przeprowadzamy dla kilku ustalonych wartości wychylenia płyty ,ustalając każdorazowo
wartośd natężenia strumienia wody. Cały cykl pomiarowy powtarzamy trzykrotnie.
6. Metodyka obliczeo:
Zależnośd między siłami ciężkości i kątem wychylenia układu a reakcją strumienia wody
wyznacza siÄ™ w oparciu o zasadÄ™ prac przygotowanych.
Reakcji strumienia cieczy R przeciwdziałają siły ciężkości P = m"g elementów ruchomych
prętów, które można przyłożyd w ich środkach ciężkości .
7. Pomiar:
5ØYÜ 5ØYÜ 5ØYÜ 5ØYÜ
L.p. Ä…[°] 5ØZÜ3
5ØDÜ1 [ ] 5ØDÜ2 [ ] 5ØDÜ3 [ ] 5ØDÜÅ›5Ø_Ü [ ]
5ØEÜ5ØQÜ5Ø\ÜÅ› [ ]
! ! ! !
5Ø`Ü
1. 12 215 215 215 215 5.97"10-5
2. 22 290 290 290 290 8.06"10-5
3. 38 385 385 390 387 1.075"10-4
8. Obliczenia:
Teoretyczne obliczenie reakcji strumienia na płytkę:
Rteor =ð (ðmpr +ð mpl +ð ml )ð×ð g ×ðtgað
Rteor1 = (0.0669 0.04525 0.01705) " 9.81 "tg12° = 0.2694 [N]
Rteor2 = (0.0669 0.04525 0.01705) " 9.81 "tg22° = 0.5124 [N]
Rteor3 = (0.0669 0.04525 0.01705) " 9.81 "tg38° = 0.9902 [N]
Rzeczywiste obliczenie reakcji strumienia na płytkę:
4 rð
2
&ð
Rrz =ð ×ð ×ðV
2
pð
d
4 1000
5ØEÜ5Ø_Ü5ØgÜ1 = "
" (5.97 " 10-5)2 = 0.2836 [5ØAÜ]
5Øß 0.0042
4 1000
5ØEÜ5Ø_Ü5ØgÜ2 = "
" (8.06 " 10-5)2 = 0.5170 [5ØAÜ]
5Øß 0.0042
4 1000
5ØEÜ5Ø_Ü5ØgÜ1 = "
" (1.075 " 10-4)2 = 0.9196 [5ØAÜ]
5Øß 0.0042
Błąd względny pomiarów:
R -ð Rteor
eð =ð ×ð100%
R
0.2836 - 0.2694
5Øß1 =
" 100% = 5%
0.2836
0.5170 - 0.5124
5Øß2 = |
" 100% | = 0.8%
0.5170
0.9196 - 0.9902
5Øß3 = |
" 100%| = 7.6%
0.9196
9. Wnioski:
Opierając się na celu dwiczenia należy szczególną uwagę zwrócid na różnice pomiędzy
reakcją hydrodynamiczną (teoretyczną) a obliczeniową. Dokonane przez nas pomiary okazały
się byd obarczonymi pewnym błędem, nawet 7.6 %. Wynika to z małej sprawności
stanowiska pomiarowego ), które przez swą budowę generowała dodatkowe straty energii
przez m.in. połączenie dyszy z obudowa, niedokładnośd pomiaru rotametrem.