Wzory
$$\rho = \frac{1}{R_{s}}\frac{1 + \frac{0,622*\varphi*p_{s}}{p_{0} - \varphi*p_{s}}}{1 + \frac{\varphi*p_{s}}{p_{0} - \varphi*p_{s}}}\frac{p_{0}}{T}$$
$$p_{s} = 9,8065*10^{5}\frac{e^{0,01028T - \frac{7821,541}{T} + 82,86568}}{T^{11,48776}}$$
$$\mu = \mu_{0}\frac{273 + C}{T + C}\left( \frac{T}{273} \right)^{\frac{3}{2}}$$
$$Re = \frac{4*q_{\text{vr}}*\sqrt{\rho_{w}*\rho}}{\pi*\mu*d}$$
$$q_{v} = q_{\text{vr}}\sqrt{\frac{\rho_{w}}{\rho}}$$
$$\lambda = \frac{\rho_{m}*g*h}{\frac{l}{d}*\left( \frac{4*q_{v}}{\pi*d^{2}} \right)^{2}*\frac{\rho_{w}*p}{2*(p - \rho_{m}*g*H)}}$$
$$\lambda = \frac{64}{\text{Re}}\backslash n$$
Tabele pomiarowe i wynikowe
Lp. | qv | h | H | Re | λ |
---|---|---|---|---|---|
- | dm3/h | mm h2o | mm | - | - |
1 | 360 | 2 | 130 | 1136 | 0,059 |
2 | 450 | 2,5 | 135 | 1420 | 0,047 |
3 | 540 | 3 | 140 | 1703 | 0,039 |
4 | 630 | 3,5 | 145 | 1987 | 0,034 |
5 | 720 | 4,5 | 155 | 2271 | 0,033 |
6 | 810 | 5 | 170 | 2555 | 0,029 |
7 | 900 | 6,5 | 180 | 2839 | 0,031 |
8 | 990 | 9 | 190 | 3123 | 0,035 |
9 | 1080 | 13 | 200 | 3407 | 0,042 |
10 | 1260 | 20,5 | 240 | 3975 | 0,049 |
11 | 1440 | 25 | 270 | 4543 | 0,046 |
12 | 1620 | 31 | 305 | 5110 | 0,045 |
13 | 1800 | 38 | 345 | 5678 | 0,044 |
14 | 1980 | 46 | 395 | 6246 | 0,044 |
15 | 2160 | 53 | 440 | 6814 | 0,042 |
16 | 2250 | 56 | 460 | 7098 | 0,041 |
t=23,3oC ps=2337,26 Pa
d=7,37 mm ρ=1,17 kg/m3
l=737 mm ρw=1,225 kg/m3
pb=1000 hPa µ=1,82*10-5 Pa*s
wilgotność=50%
pw=1013,25 hPa
tw=15oC
Przepływ laminarny (Re≤3400) | Przepływ turbulentny (Re>3400) |
---|---|
Re | λ |
200 | 0,320 |
400 | 0,160 |
600 | 0,107 |
800 | 0,080 |
1000 | 0,064 |
1200 | 0,053 |
1400 | 0,046 |
1600 | 0,040 |
1800 | 0,036 |
2000 | 0,032 |
2200 | 0,029 |
2400 | 0,027 |
2600 | 0,025 |
2800 | 0,023 |
3000 | 0,021 |
3200 | 0,020 |
Indywidualny przykład obliczeń (qv=1260 dm3/h)
$$p_{s} = 9,8065*10^{5}\frac{{2,71}^{0,01028*296,45 - \frac{7821,541}{296,45} + 82,86568}}{{296,45}^{11,48776}} = 2337,26\ Pa\backslash n$$
$$\rho = \frac{1}{287,1}\frac{1 + \frac{0,622*0,5*2337,26}{100000 - 0,5*2337,26}}{1 + \frac{0,5*2337,26}{100000 - 0,5*2337,26}}\frac{100000}{296,45} = 1,17\ kg/m^{3}\backslash n$$
$$\mu = 17,08*10^{- 6}\frac{273 + 112}{296,45 + 112}\left( \frac{296,45}{273} \right)^{\frac{3}{2}} = 1,82*10^{- 5}\ Pa*s$$
$$Re = \frac{4*1260*\frac{0,001}{3600}*\sqrt{1,225*1,17}}{3,14*1,82*10^{- 5}*7,37*0,001} = 3975$$
$$\lambda = \frac{1000 \bullet 9,81 \bullet 20,5*0,001}{\frac{l}{d} \bullet \left( \frac{4 \bullet 1260*\frac{0,001}{3600}}{3,14 \bullet {(7,37*0,001)}^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{1,19 \bullet 100000}{2*(100000 - 1000 \bullet 9,81 \bullet 24)}} = 0,049$$
$$\lambda = \frac{64}{1800} = 0,036$$
$$\lambda = \frac{0,3164}{\sqrt[4]{9000}} = 0,032$$
Wnioski
Pomiary zostały wykonane poprawnie na co wskazuje podobieństwo pomiędzy wykresem teoretycznym a tym wykonanym na podstawie pomiarów. Dla przepływu laminarnego opór liniowy maleje wraz z liczbą Reynoldsa. Przy przejściu strugi w przepływ turbulentny opór nagle wzrasta, lecz z dalszym wzrostem liczny Reynoldsa znów maleje liniowo.