1 Cel Ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika oporu liniowego λ w przewodzie gładkim o przekroju kołowym w zależności od liczb Reynoldsa oraz porównanie wyników pomiaru ze znanymi z literatury (

teoretyczne,
(wzór Blasiusa),
(wzór Burki)).

2. Schemat stanowiska pomiarowego:

3. Wyniki pomiarów:

qvr	Δh	h1	h2	h
dm³/h	m	m	m	m
6800	0,311	1,032	0,724	1,756
6400	0,281	0,951	0,653	1,604
6000	0,254	0,898	0,614	1,512
5500	0,215	0,798	0,542	1,34
5000	0,184	0,692	0,463	1,155
4500	0,152	0,595	0,394	0,989
4000	0,12	0,5	0,323	0,823
3400	0,099	0,816	0,59	1,406
3000	0,079	0,67	0,481	1,151
2500	0,056	0,495	0,356	0,851
2000	0,037	0,347	0,246	0,593
1250	0,015	0,177	0,124	0,301
1000	0,006	0,13	0,092	0,222
800	0,004	0,105	0,074	0,179
600	0,002	0,087	0,061	0,148
400	0,001	0,075	0,056	0,131

3.) Wzory wyjściowe i wynikowe:

-strata ciśnienia podczas przepływu płynu o gęstości ρ przez rurę o średnicy d i długości l:

- gęstość powietrza w rurze:

- strumień objętości w warunkach panujących w rurze:

- strumień powietrza przepływający przez rotametr:

- po uwzględnieniu powyższych zależności:

(*)

-liczba Reynoldsa :

(1)

-Teoretyczne wartości współczynnika oporu liniowego:

dla przepływu laminarnego

ze wzoru Blasiusa

ze wzoru Burki

-warunki otoczenia:

t
=23°C = 296 K

p
= p
=990hPa = 99000 Pa

φ
= 52%

-warunki wzorcowania rotametru:

t
= 15°C = 288,16 K

p
= 1013,25 hPa = 101325 Pa

-dane dla odcinka pomiarowego:

d = 7,37 mm

L = 100d

4.) Obliczenia:

- wartość ciśnienia wody w stanie nasycenia (p
) wynosi 2226 Pa

Pa

- gęstość powietrza w warunkach wykonywania pomiaru:

-gęstość powietrza w warunkach wzorcowania (gdy φ=0):

- dynamiczny współczynnik lepkości powietrza (gdzie μ
=
i stała Sutherlanda

C = 112):

-gęstość cieczy manometrycznej:

ρ
= 997
w temperaturze 23°C

-przykładowe obliczenie współczynnika oporu liniowego (ze wzoru z oznaczeniem * ):

-przykładowe wyliczenie liczby Reynoldsa (ze wzoru 1):

-przykładowe obliczenie współczynnika oporu liniowego (dla przepływu laminarnego):

-przykładowe obliczenie współczynnika oporu liniowego (ze wzoru Blasiusa):

-przykładowe obliczenie współczynnika oporu liniowego (ze wzoru Burki):

5.) Tablice wyników:

Pomiar	qvr	Δz	h	λ	Re	λt	λt	λt
		m³/s	m			m			64/Re	Blasius	Burka
1.	0,00160	0,272	1,2	0,02719	18094	-	0,248	0,027
2.	0,00150	0,245	1,081	0,02824	16963	-	0,248	0,027
3.	0,00138	0,21	0,97	0,02916	15550	-	0,249	0,028
4.	0,00125	0,2	0,845	0,03406	14136	-	0,249	0,028
5.	0,00113	0,145	0,73	0,03086	12723	-	0,250	0,029
6	0,00100	0,117	0,613	0,03191	11309	-	0,251	0,030
7	0,00085	0,095	1,186	0,03370	9613	-	0,252	0,031
8	0,00075	0,0095	0,945	0,00445	8482	-	0,252	0,031
9	0,00063	0,0066	0,709	0,00456	7068	-	0,254	0,033
10	0,00050	0,0043	0,517	0,00474	5654	-	0,255	0,034
11	0,00031	0,0012	0,229	0,00349	3534	-	0,258	0,038
12	0,00025	0,0008	0,203	0,00364	2827	-	0,259	0,040
13	0,00020	0,0007	0,186	0,00499	2262	-	0,261	0,041
14	0,00015	0,0005	0,184	0,00633	1696	0,0377	-	-
15	0,00010	0,0004	0,184	0,01140	1131	0,0566	-	-

6.) Wykres:

λ=λ(Re)

7.) Wnioski:

Jeżeli liczba Reynoldsa znajduje się poniżej poziomu krytycznego to mamy do czynienia z ruchem laminarnym. W takim przypadku współczynnik oporu liniowego zależy jedynie od liczby Reynoldsa (wynika to ze wzoru λ=64/Re). Wyliczone wartości współczynnika liniowego (dla przepływu laminarnego) znacząco odbiegają od wykresu teoretycznego. Wraz ze wzrostem liczby Reynoldsa wzrasta wartość oporu liniowego (niezgodność z wykresem Nikuradsego). Natomiast już po przekroczeniu pewnej wartości natężenia przepływu, współczynnik ten uzyskuje spodziewany przebieg (dla przepływu turbulentnego współczynnik oporu liniowego maleje wraz ze wzrostem liczby Reynoldsa).

---