Górnictwo i Geologia Data wykonania ćwiczenia: 06.06.2013r

Grupa B1

Grupa laboratoryjna 1/2

MECHANIKA PŁYNÓW I TERMODYNAMIKA

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 4:

„Badanie przepływu powietrza

przez ośrodek porowaty”.

Przygotowali :
Mucha Anna

Tomasz Król

Młynarczyk Magdalena

1. Przebieg ćwiczenia:

Badaniom poddano przewód z zamontowaną lokalną przeszkodą (w ćwiczeniu wykonywaliśmy kolejno dla 2 przeszkód o różnej średnicy) podczas różnych prędkości przepływu powietrza. Należy zmierzyć współczynnik oporu lokalnego (opór miejscowy o charakterze skupionym) podczas przepływu powietrza z zamontowaną lokalną przeszkodą (płaska, prostopadła do osi z otworem mniejszym od średnicy przewodu) dla różnych prędkości przepływu powietrza i różnych średnic. W ćwiczeniu wykorzystuje się manometry cieczowe (U-rurki), manometr elektroniczny i sondę Prandtla.

1. Pomiary:

Parametry dane:

Średnica przewodu z oporem lokalnym D = 34 mm

Średnica przewodu z oporem lokalnym z zamontowaną sodą Prandtla D_p = 29 mm

Gęstość powietrza =1, 2 kg/m³

Gęstość cieczy U-rurki ρ_{U − rurka} = 800 kg/m³

v_powietrza = 0, 000016  m²/s

I przeszkoda- otwór większy:

Lp.	pd [Pa]	Δ hw [m]	Δ hz [m]
1	32	0,006	0,011
2	50	0,019	0,016
3	69	0,025	0,022
4	88	0,03	0,029
5	109	0,035	0,035
6	134	0,043	0,043
7	160	0,05	0,051
8	190	0,058	0,061

II przeszkoda- otwór mniejszy:

Lp.	pd [Pa]	Δ hw [m]	Δ hz [m]
1	22	0,026	0,024
2	39	0,035	0,038
3	47	0,047	0,05
4	63	0,057	0,065
5	79	0,077	0,079
6	94	0,091	0,095
7	111	0,104	0,11
8	130	0,122	0,13

1. Wykorzystane wzory:

a) różnice ciśnień w U – rurkach:

gdzie:

Δh – różnica słupków cieczy manometrycznej w ramionach U – rurki, m,

ρ_c1 – gęstość cieczy manometrycznej w U – rurce, ρ_c1=800 kg/m³,

g – przyśpieszenie ziemskie, g=9,81 m/s² .

b) lokalna strata ciśnienia Δp_m:

c) średnia prędkość przepływu powietrza v_śr:

gdzie:

p_d – ciśnienie dynamiczne w osi przewodu, Pa,

D – średnica przewodu z oporem lokalnym, D=0,034 m,

D_p – średnica przewodu z zainstalowaną sondą Prandtla, D_p=0,029 m,

ρ - gęstość powietrza, ρ=1,2 kg/m³ .

d) współczynnik oporu lokalnego ξ:

e) liczba Reynoldsa ze wzoru:

gdzie:

– kinetyczny współczynnik lepkości powietrza, =1,6x10^-5 m²/s

1. Obliczenia:

I przeszkoda:

Lp.	[Pa]	[Pa]	[Pa]	[m/s]		Re
1	47,088	86,328	7,848	4,25	0,72	903,13
2	149,112	125,568	172,656	5,31	10,21	1128,38
3	196,2	172,656	219,744	6,24	9,41	1326
4	235,44	227,592	243,288	7,05	8,16	1498,13
5	274,68	274,68	274,68	7,84	7,45	1666
6	337,464	337,464	337,464	8,7	7,43	1848,75
7	392,4	400,248	384,552	9,5	7,1	2018,75
8	455,184	478,728	431,64	10,36	6,7	2201,5

II przeszkoda:

Lp.	[Pa]	[Pa]	[Pa]	[m/s]		Re
1	204,048	188,352	219,744	3,52	29,56	748
2	274,68	298,224	251,136	4,69	19,03	996,63
3	368,856	392,4	345,312	5,15	21,7	1094,38
4	447,336	510,12	384,552	5,96	18,04	1266,5
5	604,296	619,992	588,6	6,68	21,98	1419,5
6	714,168	745,56	682,776	7,28	21,47	1547
7	816,192	863,28	769,104	7,92	20,44	1683
8	957,456	1020,24	894,672	8,57	20,3	1821,13

1. Wykres: