Laboratorium Mechaniki Płynów
^Data: 13.10.2010
^Temat ćwiczenia nr 1. Badanie wypływu cieczy ze zbiornika.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest doświadczalne określenie prędkości, współczynników kontrakcji i wydatku oraz wyznaczenie czasu wypływu cieczy ze zbiornika, a następnie porównanie otrzymanych rezultatów z wynikami uzyskanymi drogą analitycznej.

1. Schemat stanowiska

1 – zbiornik

2 – przegroda

3 – otwór

4 – listwa pozioma

5 – wskaźnik

6 – przewód

7 – zawór regulujący

8 – wodowskaz

9 – zlewka

1. Wzory i obliczenia:

1. V=$\frac{m}{\rho}$ V=$\frac{3,485}{0,001}$= 3485[cm³]

2. α=$\frac{X}{2\sqrt{\text{yz}}}$ α=$\frac{0,433}{2\sqrt{0,15\ \bullet 0,489}}$= 0,799

3. V_RZ=$\frac{m}{\text{t\ } \bullet \ \rho}$ V_RZ=$\frac{3,485}{60\ \bullet \ 1000}$= 5,808$\bullet 10^{- 5}\lbrack\frac{m^{3}}{s}\rbrack$

4. μ=$\frac{V_{\text{RZ}}}{f_{0}\ \bullet \ \sqrt{2gz}}$ μ=$\frac{5,808 \bullet 10^{- 5}}{0,000034\ \bullet \ \sqrt{2\ \bullet 9,81\ \bullet 0,489\ }}$= 0,55

5. β=$\frac{\mu}{\alpha}$ β=$\frac{0,55}{0,799}$= 0,69

6. t=$\frac{1}{\mu}$∙$\frac{F}{f_{0}}$∙$\sqrt{\frac{2}{g}}$ ∙($\sqrt{h} - \sqrt{h_{1}}$) t=$\frac{1}{0,55}$∙$\frac{0,113}{0,000034}$∙$\sqrt{\frac{2}{9,81}}$∙($\sqrt{0,49} - \ \sqrt{0,47}$) = 39,02[s]

7. ε=$\frac{|\text{t\ } - \ t_{\text{rz}}|}{t}\ \bullet 100\lbrack\%\rbrack$ ε=$\frac{39,02\ - 40}{39,02}\ \bullet 100\lbrack\%\rbrack$=2,5[%]

1. Tabele:

Typ otworu lub przystawki: stożkowa rozbieżna
Wielkości zmierzone
Lp.
1.
2.
3.

Wielkości obliczone	Średnica otworu d0=6,6[mm]
	Przekrój otworu f0= 34,21[mm^2]
Lp.	vrz [m^3/s]
1.	5,808•10^−5
2.	5,933•10^−5
3.	5,808•10^−5

Wielkości dane i zmierzone	Wielkości obliczone
Lp.	F [m^2]
1.	0,113
2.
3.

1. Wnioski

Wykonanie ćwiczenia pozwoliło nam na dokonanie pomiarów oraz obliczenia wartości współczynników α, β oraz μ. Dzięki wyznaczeniu tych współczynników mogliśmy zrealizować temat laboratorium czyli określić wypływ cieczy ze zbiornika. Współczynnik β mówi nam, że przekrój poprzeczny strugi wypływającej cieczy został zmniejszony w stosunku do pola przekroju otworu. Współczynnik α ukazuje różnice w prędkościach rzeczywistej oraz teoretycznej. Prędkości te różnią się o ok. 20. Względny błąd określenia czasu opróżniania zbiornika ε waha się w granicach 2,5-6,8%. Wszystkie wartości obliczeniowe różnią się od wartości teoretycznych. Błąd związany jest z niedokładnością pomiarową wartości x, y, wagi czy czasu.