Laboratorium Katedry Inżynierii Procesowej POLITECHNIKA OPOLSKA	Mariusz Plata Rok II Inżynieria Środowiska Gr. Lab. II Semestr IV
Laboratorium Inżynierii Procesowej Laboratorium nr. 2 Temat : Badanie Oporów Przepływu Płynów w Przewodach
Data wykonania: 19.03.2009r	Data złożenia: 14.05.2009r

I Cel Ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości linowych i miejscowych oporów przepływu w rurze w zależności od wielkości strumienia przepływającego powietrza oraz określić współczynnik miejscowych oporów przepływu .

II Opis Stanowiska Pomiarowego

1 – zawór regulacyjny,

2 – rotametr,

3 – prostoosiowy odcinek pomiarowy,

4 – kolano ostrokątne 90°,

5 – trójnik,

6 – zawór odcinający,

7 – skokowe zwiększenie przekroju rury,

8 – skokowe zmniejszenie przekroju rury, 9 – kolano łukowe 90°,

10 – zawór kulowy,

11 – zawór grzybkowy,

T – termometr termo-elektryczny,

P – manometr sprężynowy

III Sposób Prowadzenia Pomiarów

W pierwszej części doświadczenia dokonaliśmy Odczytów wskazania manometrów U-rurkowych podłączonych do elementów 3, 4, 5, 7 i 8, dla zamkniętego zaworu kulowego 10 i otworzonego zaworu odcinający 6.W drugiej części ćwiczeń dokonaliśmy odczytów oporów przepływu występujących na elementach 9, 10 i 11, dla zamkniętego zaworu 6 i otworzonego zaworu 10. W obydwu przypadkach dokonywaliśmy regulacji strumienia powietrza zaworem 1

IV Obliczenia

Tabela Pomiarowa

Rotametr	Opór przepływu mierzony na elemencie
	3
Działki	[mm]H2O
10	8
20	14
30	25
40	40
50	56
60	77

Rotametr	Opór przepływu mierzony na elemencie
	9
Działki	[mm]H2O
10	4
20	9
30	14
40	22
50	32
60	44

Rotametr Działki	Opór przepływu mierzony na elemencie
	3
	[Pa]
10	78,48
20	137,34
30	245,25
40	392,4
50	549,36
60	755,37

Rotametr	Opór przepływu mierzony na elemencie
	9
Działki	[Pa]
10	39,24
20	88,29
30	137,34
40	215,82
50	313,92
60	431,64

Obliczenia dla punktu pierwszego

1. Obliczanie strumienia powietrza

V_p1=0,567*10+6,3= 11,97 $\frac{m3}{h}$ = 0,0033 $\frac{m3}{s}$

1. Obliczanie powierzchni F

F=$\frac{3,14*\left( 0,022 \right)^{2}}{4} = \ $0,00038 [m]

1. Obliczanie prędkości powietrza dla poszczególnych strumieni

w₁= $\frac{0,0033}{\begin{matrix} 0,00038 \\ \\ \end{matrix}}$ = 8,75 $\frac{m}{s}$

1. Obliczanie gęstości strumienia masy płynu ściśliwego (dla powietrz w temperaturze 20 ºC)

ρ_t= $\frac{0,0033*1,164}{0,00038}$ = 10,185 $\frac{\text{kg}}{\left( m^{2} \right)*s\ }$

1. Obliczanie liczby Reynoldsa ()

Re= $\frac{8,75*0,022*1,164}{18,224*10^{- 6}} = \ $ 12295,32

1. Obliczanie liczby oporu przepływu

λ= $\frac{0,3164}{{12295,32}^{0,25}} = \ $0,030047

1. Obliczanie oporów liniowych

v_m=$\ \frac{1\ \ }{\ \rho\ } = \ $0,859

λ_zm= $\frac{2*78,48*0,022}{{10,185}^{2}*0,859*1\ \ } = 0,0388$

Tabela Obliczeniowa

Rotametr Działki	V	w	ρt	Re	λ	Przy otwartym zaworze 6	Przy zamkniętym zaworze 6
	m^3/h	m^3/s	[m/s]	Kg/m^2*s			λzm
10	11,97	0,0033	8,75	10,19	12295,32	0,030	0,0388
20	17,64	0,0049	12,89	15,01	18119,43	0,027	0,0312
30	23,31	0,0065	17,04	19,83	23943,53	0,025	0,0319
40	28,98	0,0081	21,18	24,66	29767,63	0,024	0,0331
50	34,65	0,0096	25,33	29,48	35591,73	0,023	0,0324
60	40,32	0,0112	29,47	34,31	41415,83	0,022	0,0329
Średnia	26,145	0,0073	19,11	22,25	26855,58	0,025	0,0334

Obliczanie Oporów Miejscowych

• Przykład dla Elementu (4)

ξ_zm=$\frac{2*98,1}{{8,75}^{2}*1,164\ \ } =$ 2,2

Rotametr	Opory miejscowe dla elementów
Działki	4
10	2,20
20	1,82
30	1,86
40	1,88
50	1,87
60	1,92

Obliczanie Zastępczej Długości Odcinków Prostoosiowych

• Przykład dla Elementu (4)

Lz=$\frac{98,1}{78,48} = \ $1,25

Rotametr	Zastępcza długość odcinków Prostoosiowych
Działki	4
10	1,25
20	1,29
30	1,28
40	1,25
50	1,27
60	1,29

V Wnioski

Na podstawie dokonanych obliczeń można stwierdzić że

• największe opory liniowe występowały przy otwartym zaworze (6) i wraz z wzrostem prędkości malały .

• przy otwartym zaworze (6) na elemencie (8) można zauważyć największe opory miejscowe jest to spowodowane zwężeniem przewodu , natomiast najmniejsze opory miejscowe występowały na elemencie (7) jest to spowodowane rozszerzającym się przewodem .