POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
|
TEMAT: Napór hydrodynamiczny |
NR. ĆW. 4.3. |
|||
CZUCHNICKI RAFAŁ MECHANICZNO-ENERGETYCZNY rok II |
DATA WYKONANIA ĆW 29.041997.
|
DATA i OCENA: |
|||
UWAGI :
|
|
|
|||
1.Opis doświadczenia.
Celem ćwiczenia jest doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie wartości naporu hydrodynamicznego na powierzchnie o różnych kształtach ustwioną pod kątem prostym do strumienia cieczy.
Naporem hydrodynamicznym nazywa się siłę z jaką struga cieczy działa na przegrodę znajdującą się w odległości mniejszej od długości zwartej części strugi.
Z zasady zachowania pędu wynika, że zmiana pędu w czasie jest równa działajacej sile, w tym przypadku równej naporowi hydrodynamicznemu.
Dla dwóch różnych powierzchni - płaska powierzchnia i półkolista czasza - bada się napór na powierzchnie w zależności od natężenia przypływu cieczy. Przepływ regulujemy zaworem pomiędzy przepływomierzem, a pompą. Natomiast napór odczytujemy z wychylenia wagi, które należy skompensować odpowiednim ciężarkiem (30g,60g) tak, aby waga powróciła do równowagi.
2.Wzory stosowane przy obliczeniach teoretycznych.
Napór na powierzchnię wynosi : N = (vo2/cos)*(A0 - A1cos1 - A2cos2) [N].
gdzie:
N = napór hydrodynamiczny cieczy na powierzchnię,
= gęstość cieczy,
v0 = prędkość cieczy przed uderzeniem o powierzchnię,
Ai = przekrój strumienia (i=0, strumień przed uderzeniem o powierzchnię.)
= kąt między N i osią pionu,
i = kąt między prędkością vi i osią pionu.
W przypadkach szczególnych :
powierzchnia płaska prostopadła do strumienia : N = v2/Ao = Qo2/Ao [N].
powierzchnia będąca czaszą półkolistą : N = 2v 2 /A0 = 2Qo2/A0 [N].
3.Schemat stanowiska.
w - waga,
s - badana powierzchnia,
d - dysza wypływowa,
Q - przepływomierz,
p - pompa,
r - zawór regulacyjny.
4.Pomiary i wyniki.
1 [dm3/h] = 2,778*10-7 [m3/s] 1 [g] = 0,001 [kg] 1 [cm] = 0,01[m]
Średnica dyszy d = 6[mm] = 0,006 [m]
długość l = 3 [cm] = 0.03 [m]
Przekrój strumienia A0 = d2/4 = 2,827*10-5 [m2]
Temperatura wody podczas pomiarów T= [30C], zatem wody 646 [kg/m2]
a) Dla płaskiej powierzchni prostopadłej do strumienia .
Napór doświadczalny N= m[kg] * x /l [m] *9,81[m/s2]
Napór teoretyczny N = Qo2 /A0 [N]
Natężenie p. Q [dm3/h] |
Natężenie p. Q [m3/s] |
masa ciężarka m [g] |
ramię ciężarka x [cm] |
Napór dośw. N [N] |
Napór teoret. N [N] |
|
400 |
1.11*10-4 |
30 |
4 |
0.392 |
0.281 |
|
450 |
1.25*10-4 |
30 |
4.6 |
0.451 |
0.357 |
|
500 |
1.38*10-4 |
30 |
6.3 |
0.618 |
0.435 |
|
550 |
1.52*10-4 |
30 |
8.3 |
0.814 |
0.527 |
|
600 |
1.66*10-4 |
30 |
9.7 |
0.951 |
0.629 |
|
650 |
1.80*10-4 |
30 |
11.2 |
1.098 |
0.740 |
|
700 |
1.94*10-4 |
30 |
13 |
1.275 |
0.860 |
|
750 |
2.08*10-4 |
30 |
14.7 |
1.442 |
0.988 |
|
800 |
2.22*10-4 |
30 |
16.8 |
1.648 |
1.126 |
|
850 |
2.36*10-4 |
30 |
19.3 |
1.893 |
1.272 |
|
900 |
2.50*10-4 |
60 |
10.5 |
2.060 |
1.428 |
|
950 |
2.63*10-4 |
60 |
11.7 |
2.295 |
1.580 |
|
1000 |
2.77*10-4 |
60 |
13.5 |
2.648 |
1.753 |
|
b) Dla powierzchni w kształcie półkulistej czaszy
Napór doświadczalny N= m[kg] * x/l [m] *9,81[m/s2]
Napór teoretyczny N = 2Qo2/A0 [N]
Natężenie p. Q [dm3/h] |
Natężenie p. Q [m3/s] |
masa ciężarka m [g] |
ramię ciężarka x [cm] |
Napór dośw. N [N] |
Napór teoret. N [N] |
|
400 |
1.11*10-4 |
30 |
3.3 |
0.323 |
0.693 |
|
450 |
1.25*10-4 |
30 |
4.5 |
0.441 |
0.879 |
|
500 |
1.38*10-4 |
30 |
6.3 |
0.618 |
1.072 |
|
550 |
1.52*10-4 |
30 |
7.7 |
0.755 |
1.300 |
|
600 |
1.66*10-4 |
30 |
9.6 |
0.941 |
1.551 |
|
650 |
1.80*10-4 |
30 |
11.7 |
1.147 |
1.824 |
|
700 |
1.94*10-4 |
30 |
14.5 |
1.422 |
2.119 |
|
750 |
2.08*10-4 |
60 |
8 |
1.569 |
2.436 |
|
800 |
2.22*10-4 |
60 |
9.4 |
1.844 |
2.775 |
|
850 |
2.36*10-4 |
60 |
11 |
2.182 |
3.136 |
|
900 |
2.50*10-4 |
60 |
12.6 |
2.472 |
3.519 |
|
950 |
2.63*10-4 |
60 |
14 |
2.746 |
3.894 |
|
1000 |
2.77*10-4 |
60 |
16 |
3.139 |
4.320 |
|
5.Przykładowe obliczenia:
Napór na płaską powierzchnię prostopadłą do strumienia:
Napór doświadczalny: N= m[kg] *x /l[1] *9,81[m/s2]
N=0.03*0.04/0.03*9.81=0.392 [N]
Napór teoretyczny: N = Qo2/A0 [N]
N=646*(1.11*10-4)2/2,827*10-5=0.281
Napór na powierzchnię w kształcie półkulistej czaszy:
Napór doświadczalny: N= m[kg] *x /l[1] *9,81[m/s2]
N=0.03*0.033/0.03*9.81=0.323 [N]
Napór teoretyczny: N = 2Qo2/A0 [N]
N=2*(1.11*10-4)2*646/2,827*10-5=1.103
Oszacowanie zmiany prędkości strugi:
6.Wnioski.
W ćwiczeniu badaliśmy napór na ściany o różnych kształtach, powierzchnia ścian jest doskonale gładka.
Napór na ściany jest wprost proporcjonalny (liniowy) do natężenia przepływu.
Napór teoretyczny jest mniejszy od naporu doświadczalnego dla przegrody płaskiej.Sczególnie duża różnica występuje w przypadku naporu na powierzchnie półkukistą. Wynika to po części z założeń przyjmowanych przy wyprowadzeniach, idealizujących zjawisko naporu hydrodynamocznego. Założenia te są następujące:
ciecz teorząca strumień swobodny jest nielepka
rozkład prędkości w przekroju poprzecznym strumienia jest równomierny
strumień porusz się w środku nie wywierającym wyczuwalnego wpływu na przebieg zjawiska.
Wielkością mierzoną obarczoną największym błędem jest natężenie przepływu Q.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
p 43 ZASADY PROJEKTOWANIA I KSZTAŁTOWANIA FUNDAMENTÓW POD MASZYNY
43 44
page 42 43
43 46
43
02 1995 43 44
07 1994 43
Gazeta o padaczce Nr 43
43 Appl Phys Lett 88 013901 200 Nieznany (2)
43 04 id 38675 Nieznany
PRS UN str 20 21 i 38 43 nr stron nadrukowane
43. de Man, teoria literatury!!!
Lab fiz 43 2, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
psychologia pyt1 43
43 Mongołowie a Europa
Pietras M Miedzynarodowe sto str 17 43(1) id 358009
43 pyffel partnerstwo strategiczne z chinami
więcej podobnych podstron