POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ I MECHANIKI PŁYNÓW	Opór liniowy podczas przepływu płynu przez przewód.	Ćwiczenie nr 4.10
Przemysław Jóźkowicz	12.10.99	OCENA:
Uwagi prowadzącego:

1. CEL ĆWICZENIA:

1.1. Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika oporu liniowego λ, w zależności od liczb Reynoldsa oraz porównanie wyników pomiaru z odpowiednim wykresem wziętym z literatury.

2. OPIS STANOWISKA POMIAROWEGO:

P - wentylator

R - rotametr

M, M1 - ciśnieniomierze

d - średnica przewodu

3. WZORY i STAŁE:

3.1. Rzeczywisty strumień przepływu.

Q = Q_r Q_r - natężenie przepływu odczytane z rotametru

p_b - ciśnienie barometryczne

h - wysokość podciśnienia

ρ_w - gęstość cieczy manometrycznej /wody/

3.2. Prędkość przepływu.

v =, Q - natężenie przepływu

d - średnica przewodu

2.3.Liczba Reynoldsa.

Re = V - średnia prędkość przepływu

ν - współczynnik lepkości powietrza

3.4. Spadek ciśnienia Δ p^sl .

Δ p^sl = ρ_w Δh g Δh - wysokość różnicy ciśnień

3.5. Współczynnik oporu liniowego.

λ = Δp^sl

3.6. Współczynnik oporu liniowego - zależność teoretyczna - wzór Blasiusa /Re > 2300/.

3.7. Współczynnik oporu liniowego - wzór Hagena-Poiseuille'a /Re < 2300/.

λ =

3.8. Stałe.

ρ = 1.214 kg/m³

ν = 17.909* 10 ^-6 m²/s

T = 18.2⁰ C = 292 K

d = 20.5 mm =0.0205 m

l = 2236 mm=2.236 m

ρ_w = 998 kg/m³

4. TABELA POMIAROWA i TABELA WYNIKÓW:

L.p.	Qr m^3/s	Δh m	h m	Q m^3/s	V m/s	Re	Δp^sl Pa	λ	λt
1	0.00542	0.0508	0.990	0.0059	17.98	20580	497.4	0.0232	0.0264
2	0.00500	0.0443	0.725	0.0053	16.19	18533	433.6	0.0250	0.0271
3	0.00444	0.0354	0.668	0.0047	14.31	16380	346.3	0.0255	0.0279
4	0.00389	0.0271	0.648	0.0041	12.50	14306	265.1	0.0256	0.0289
5	0.00333	0.0203	0.570	0.0035	10.64	12174	198.5	0.0265	0.0301
6	0.00278	0.0142	0.580	0.0029	8.87	10154	138.9	0.0267	0.0315
7	0.00222	0.0099	0.505	0.0023	7.50	8068	96.7	0.0294	0.0333
8	0.00167	0.0056	0.435	0.0017	5.25	6012	54.9	0.0301	0.0359
9	0.00111	0.0029	0.410	0.0012	3.49	3999	27.9	0.0345	0.0397

Q_r - natężenie przepływu odczytane z rotametru

Q - rzeczywiste natężenie przepływu

Δh - różnica wysokości ciśnień na początku i końcu zbiornika

h -wysokość podciśnienia

V - prędkość przepływu

Re - liczba Reynoldsa

Δp^sl - spadek ciśnienia

λ - współczynnik strat liniowych

λ_t - współczynnik strat liniowych - zależność teoretyczna

5. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA

5.1. Rzeczywisty strumień przepływu.

m³/s

5.2. Wyznaczanie prędkości przepływu.

v =

5.3. Wyznaczanie liczby Reynoldsa.

Re =

5.4. Wyznaczanie spadku ciśnienia.

Δp^sl = 989.365 * 0.0555 * 9.81 = 544.5 Pa

5.5. Wyznaczanie współczynnika oporu liniowego.

λ

5.6. Wyznaczanie współczynnika oporu liniowego ze wzoru Blasiusa.

= 0

6. WNIOSKI.

Dla przepływu turbulentnego współczynnik oporu liniowego maleje wraz ze wzrostem liczby Reynoldsa, ale kąt nachylenia wykresu do poziomu jest niewielki.

Z obliczonych wartości współczynnika strat liniowych i porównaniu ich z wykresem teoretycznym /krzywa Blasiusa/ wynika, że rura użyta przy pomiarach, jest rurą gładką.

Przy małym natężeniu przepływu /przepływ laminarny/ współczynnik oporu liniowego zależy tylko od liczby Reynoldsa, co wynika ze wzoru Hagena-Poiseuille'a (λ=64/Re). Natomiast po przekroczeniu pewnej wartości natężenia przepływu, współczynnik ten zależy tylko od chropowatości względnej. Istnieje graniczna wartość liczby Reynoldsa, powyżej której współczynnik oporu nie ulega zmianie, wraz ze wzrostem tej liczby.

---