Politechnika Łódzka filia w Bielsku - Białej

Wydział Budowy Maszyn

Katedra podstaw Budowy Maszyn

Zespół Mechaniki Płynów i Maszyn Przepływowych

Laboratorium

Mechaniki Płynów

Temat: Wyznaczanie krytycznej

liczby Reynoldsa

Wydział Budowy Maszyn

Semestr: III

Rok akademicki: 2000/2001

Stateczność płynu jest ściśle związana z liczbą Reynoldsa. Liczba Reynoldsa wynosi:

gdzie: c - prędkość przepływu

d - wymiar liniowy charakterystyczny dla obszaru przepływu

ν - lepkość kinematyczna płynu

Liczba Reynoldsa wyraża stosunek wielkości sił bezwładności do sił lepkości. Podczas przepływu cieczy lepkiej w rurze o przekroju kołowym i skończonej długości wymuszonego przez stałą w czasie różnicy ciśnień Δp obserwuje się ruchy :

• laminarny, dla Re < Re_kr1 , co wiąże się z niestatecznością ruchu nieustalonego. Nieustaloność może być spowodowana zaburzeniami na wejściu rury i niezależnie od ich intensywności tak powstały obszar ruchu nieustalonego będzie znoszony w dół przepływu, aż zostanie z rury usunięty

• turbulentny, Re > Re_kr1 ; aby powstał na całej długości rury wystarczą do tego tym mniejsze amplitudy im większa jest różnica Re - Re_kr1. W tym sensie przepływ laminarny jest metastabilny, czyli niestateczny w stosunku do zaburzeń o skończonej amplitudzie.

Należy wspomnieć, że lepkość płynu ma działanie stabilizujące przepływ.

Ćwiczenie

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie krytycznej liczby Reynoldsa Re_kr , odpowiadającej zmianie metastabilnego przepływu laminarnego w turbulentny.

Stanowisko składa się z: rury pomiarowej (1) o średnicy d = 21mm, w której płynie woda, zacisku regulującego przepływ wody (8), dyszy doprowadzającej barwnik (2) , regulator szybkości wpływu barwnika (3), wąż gumowy, rotametr (5), rurowy zbiornik wyrównawczy (6), zaworu głównego (10), zespołu siatek z prostownicą (7), termometru (9), zbiornik

główny (4).

TABELA POMIARÓW				TABELA WYNIKÓW OBLICZEŃ
Nr pomiaru	hkr	T			υ	Rekr
		[działki]	[K]				-
1	57	291		1,18*10^-4	1,05*10^-6	6817,164
2	53	291		1,12*10^-4	1,05*10^-6	6470,529
3	52	290		1,11*10^-4	1,08*10^-6	6234,624
4	58	290		1,19*10^-4	1,08*10^-6	6683,966
5	55	290		1,15*10^-4	1,08*10^-6	6459,295

Przykład obliczeń:

, czyli podstawiając dane
.

Wynik ten jest w litrach na godzinę. Należy przeliczyć na m³/s. Po przeliczeniu podstawiamy do wzoru
dane:

---