Wymiary poszczególnych odcinków rurowych

1. Odcinek prosty 1

L=955mm d=5,5mm

1. Odcinek prosty 2

L=1130mm d=15,5mm

1. Nagłe rozszerzenie

L2=520mm d2=15,5mm

L3=570mm d3=52,4mm

1. Nagłe zwężenie

L2=495 mm d2=15,5mm

L3=615mm d3=52,4mm

1. Dyfuzor

L2=480 mm d2=15,5mm

L3=495mm d3=52,4mm

1. Konfuzor

L2=460mm d2=15,5mm

L3=495mm d3=52,4mm

Tabela pomiarów i opracowanie wyników

-rurociąg prosty d=5,5mm ; ciecz manometryczna CCl₄ ρ_m =1590kg/m³

Wskazania rotametru	Strata ciśnienia		Współczynnik oporu przepływu	Współczynnik regresji
Qv [l/h]	Qv [m^3/s]	Δhm [m]	Δp [Pa]	U [m/s]
10	2,78E-6	5E-3	29,03	0,117
20	5,56E-6	7E-3	40,64	0,234
30	8,33E-6	1,4E-2	81,28	0,351
40	1,11E-5	5E-2	290,28	0,468
50	1,39E-5	7E-2	406,39	0,585
60	1,67E-5	8,8E-2	510,89	0,702

l- przepływ laminarny

p- przejściowy

b- przepływ burzliwy

1. Δp=Δh_m (ρ_m-ρ) g ρ=ρ_H2O=998,20 kg/m³

np. Δp₁=5*10^-3*(1590-998,20)*9,81= 29,03Pa[m*kg/m³*m/s*m/s² =kg/m*s² =Pa]

1. U=Qv/S; S=πd² /4; U=4Qv/πd²

Np. U₁=4*2,78*10^-6/ 3,14*0,0055²= 0,117m/s

1. Re=U*d*ρ/μ

Np. Re₁=0,117*0,0055*998,2/1004*10^-6 =639,78

1. λ=Δp*2*d/u² *ρ*L

Np. λ₁=29,03*2*0,0055/0,117²*998,2*0,955=0,024

1. λ_wykr=a/Reⁿ

Lgλ= -nlgRe+lga

Dla ruchu laminarnego: lg0,024=-nlg639,78+lga → n=1,046 ; a=20,66

Lg0,0076=-nlg1919,35+lga

Dla ruchu burzliwego: lg0,015=-nlg2559,13+lga → n=0,55 ; a=1,122

Lg0,012=-nlg3838,69+lga

-rurociąg prosty d=15,5mm ; ciecz manometryczna Hg ρ_Hg=13595kg/m³

Wskazania rotametru	Strata ciśnienia		Współczynnik oporu przepływu	Współczynnik regresji
działka	Qv [m^3/s]	Δhm [m]	Δp [Pa]	U [m/s]
20	0,0002	0,004	419,9	1,06
30	0,0003	0,009	1006,8	1,59
40	0,000405	0,016	1967,7	2,15
50	0,00051	0,02	2459,7	2,7
60	0,000615	0,031	3812,5	3,26
70	0,000715	0,041	5042,3	3,79
80	0,00082	0,053	6518,1	4,35

-nagłe rozszerzenie d₂=15,5mm; L₂=520mm; d₃=52,4mm; L₃=570mm manometr wypełniony Hg ρ_Hg=13595kg/m³

Wskazania rotametru	Strata ciśnienia		Dł. Zastępcza
działka	Qv [m^3/s]	Δhm [m]	Δp [Pa]
20	0,0002	0,012	1482,895
30	0,003	0,028	3460,089
40	0,000405	0,047	5808
50	0,00051	0,069	8526,65
60	0,000615	0,088	10874,57
70	0,000715	0,125	15446,83
80	0,00082	0,164	20266,24

λ=0,3164/Re^0,25

${\ \ \ \xi = \frac{2h_{m}(\rho_{m -}\ \rho)g}{\rho u_{2}^{2}} - (\frac{u_{3}\ }{u_{2}})\left( 1 + \lambda_{3\ }\frac{L_{3}}{d_{3}} \right) - \lambda_{2}\frac{L_{2}}{d_{2}} + 1}^{}$

$\text{Lz} = \frac{\xi}{\lambda_{2}}d_{2}$

-nagłe zwężenie; d₂₌15,5mm, L₂=495mm, d₃=53,4mm, L₃=615mm, ciecz w manometrze Hg, ρ_Hg=13595kg/m³

Wskazania rotametru	Strata ciśnienia		Dł. Zastępcza
działka	Qv [m^3/s]	Δhm [m]	Δp [Pa]
20	0,0002	0,017	2100,77
30	0,003	0,036	4448,69
40	0,000405	0,052	6425,88
50	0,00051	0,075	9268,1
60	0,000615	0,108	13346,1
70	0,000715	0,148	18289,04
80	0,00082	0,191	23602,75

-dyfuzor ; d2=15,5mm, L2=480mm, d3=52,4mm, L3=495mm, ciecz manometryczna Hg, ρ_Hg=13595kg/m³

Wskazania rotametru	Strata ciśnienia		Dł. Zastępcza
działka	Qv [m^3/s]	Δhm [m]	Δp [Pa]
20	0,0002	0,012	1482,9
30	0,003	0,036	4448,69
40	0,000405	0,058	7167,33
50	0,00051	0,086	10627,42
60	0,000615	0,125	15446,8
70	0,000715	0,144	17794,7
80	0,00082	0,210	25950,67

-konfuzor d2=15,5mm, L2=460mm, d3=52,4mm, L3=495mm, ciecz manometryczna Hg, ρ_Hg=13595kg/m³

Wskazania rotametru	Strata ciśnienia		Dł. Zastępcza
działka	Qv [m^3/s]	Δhm [m]	Δp [Pa]
20	0,0002	0,03	3689,5
30	0,003	0,085	10503,84
40	0,000405	0,191	23602,75
50	0,00051	0,310	38308,13

Wnioski:

Celem ćwiczenia było jest wyznaczenie wyznaczenie współczynników oporu przepływu przez rurociąg prosty oraz wyznaczenie długości rurociągów równoważnym oporom miejscowym. Należało sporządzić wykres zależności λ(Re) dla zakresu laminarnego i burzliwego. W przypadku przepływu o charakterze przejściowym występuje inna zależność dlatego nie umieszczamy tego na wykresie.

W przypadku rurociągów prostych wartości współczynników λ obliczonych i z wykresu mają zbliżone wartości.

Politechnika Krakowska Imię i Nazwisko: Magdalena Jabłońska

Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej grupa 21I1

Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesowej rok Akad.2010/2011

LABORATORIUM Z PROCESÓW PRZEPŁYWOWYCH

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 2

Temat: Opory przepływu płynu w przewodach