POLITECHNIKA OPOLSKA
w OPOLU
Laboratorium mechaniki płynów
Temat:Równowaga względna cieczy.
Radosław Zajdel
wydz. Mechaniczny
kier. Mechanika i Budowa Maszyn
rok III sem. VI
Celem ćwiczenia jest doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie kształtu swobodnej powierzchni cieczy w naczyniu.
Tabela pomiarowa:
średnica naczynia: d = 60 [mm]
poziom cieczy w nieruchomym zbiorniku: 71 [mm]
Lp. |
Prędkość obrotowa [obr/min] |
Prędkość kątowa ω[1/s] |
Położenie dna [mm] |
Położenie wierzchołka [mm] |
1 |
100 |
10,47167 |
78 |
63 |
2 |
200 |
20,94333 |
83 |
53 |
3 |
300 |
31,415 |
81,5 |
50,2 |
4 |
400 |
41,88667 |
105 |
36 |
5 |
500 |
52,35833 |
112 |
26,7 |
Obliczenia:
Równanie paraboloidy obrotowej:
gdzie:
R - promień naczynia, R=30 [mm]
Wartości charakterystycznych punktów paraboloidy (wyznaczone teoretycznie):
Lp. |
Prędkość obrotowa [obr/min] |
Prędkość kątowa ω [1/s] |
Położenie dna (r=0) [mm] |
Położenie wierzchołka (r=R) [mm] |
1 |
100 |
10,47167 |
0,073507 |
0,068485 |
2 |
200 |
20,94333 |
0,081029 |
0,06094 |
3 |
300 |
31,415 |
0,093566 |
0,048365 |
4 |
400 |
41,88667 |
0,111118 |
0,030759 |
5 |
500 |
52,35833 |
0,133684 |
0,008124 |
Prędkość, przy której następuje odkrycie dna:
zakładamy: z=0 i r=0, więc:
Zależność wysokości paraboloidy od prędkości kątowej:
Wnioski:
Po przeprowadzeniu koniecznych obliczeń oraz porównaniu wartości teoretycznych z uzyskanymi doświadczalnie można stwierdzić, że dla mniejszych prędkości obrotowych występuje dosyć duża zbieżność wyników, natomiast w miarę wzrostu prędkości obrotowej następuje coraz większa rozbieżność. Spowodowane to jest między innymi tym, iż mechanizm napędowy nie posiadał zbyt precyzyjnej regulacji prędkości obrotowej, oraz układ cały wpadał w drgania w większej prędkości.