POLITECHNIKA WROCŁAWSKA |
TEMAT: Wyznaczanie współczynnika przepływu zwężki pomiarowej. |
NR. ĆW. 4.9 |
|
Robert ANTAS MECHANICZNO-ENERGETYCZNY rok II nr ind. 87586 |
DATA WYKONANIA ĆW 04.05.99 |
DATA i OCENA: |
|
UWAGI :
|
Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest poznanie zasady mierniczej zwężek oraz wyznaczanie współczynnika przepływu zwężki pomiarowej w zależności od liczby Reynoldsa.
Podstawowe wzory :
Przepływ :
stąd :
gdzie :
C - współczynnik przepływu zwężki,
qv - natężenie przepływu w zwężce m3/s,
d - średnica otworu zwężki = 15 mm = 0,015 m,
D - średnica przewodu = 39,8 mm = 0,0398 m,
β - przewężenie d/D = 0,3769 ,
1 - współczynnik ekspansji cieczy ( dla wody =1),
- gęstość cieczy w przewodzie = 1000 kg/m3,
Δp - zmiana ciśnienia odczytana z manometru zwężki = (ρ1+
)g Δh
ρ1 - gęstość rtęci (ciecz manometryczna) = 13600 kg/m3,
Δh - różnica wysokości cieczy manometrycznej m,
Stałe używane we wzorach :
Schemat stanowiska :
Z - zbiornik
R - zawór regulacyjny
P - pompa
M - manometr zwężki
D - zwężka
Δh - różnica poziomów w manometrze
ΔV - przyrost objętości
s - stoper
Tabele pomiarowe :
lp |
h mm |
t s |
qv m3/s |
C |
p Mpa |
1 |
280 |
44,82 |
0,00112 |
257,50 |
0,040 |
2 |
260 |
45,84 |
0,00109 |
261,27 |
0,037 |
3 |
240 |
47,66 |
0,00105 |
261,55 |
0,034 |
4 |
220 |
49,51 |
0,00101 |
262,98 |
0,032 |
5 |
200 |
50,29 |
0,00099 |
271,54 |
0,029 |
6 |
180 |
53,69 |
0,00093 |
268,10 |
0,026 |
7 |
160 |
56,24 |
0,00089 |
271,47 |
0,023 |
8 |
140 |
60,77 |
0,00082 |
268,58 |
0,020 |
9 |
120 |
66,39 |
0,00075 |
265,54 |
0,017 |
10 |
100 |
74,05 |
0,00068 |
260,79 |
0,014 |
11 |
80 |
95,09 |
0,00053 |
227,06 |
0,011 |
12 |
60 |
109,05 |
0,00046 |
228,62 |
0,009 |
13 |
40 |
118,18 |
0,00042 |
258,37 |
0,006 |
14 |
20 |
130,12 |
0,00038 |
331,87 |
0,003 |
Wykresy w załączeniu.
Wnioski :
Współczynnik przepływu zwężki w ogólnym przypadku zależy od takich czynników jak: nierównomierność rozkładu prędkości w przewodzie i przewężeniu strugi, stopnia zwężenia strugi, strat energii i usytuowania punktów odbioru. Czynniki - nierównomierność rozkładu prędkości, - stopień zwężenia strugi i -straty zależą od liczby Reynoldsa. Można więc wywnioskować o zależności współczynnika przepływu C od liczby Reynoldsa. Zatem na współczynnik przepływu mają wpływ takie parametry jak : ciśnienie na zwężce, prędkość przepływu w przewodzie, średnica przewodu oraz współczynnik kinematyczny lepkości. Jak wynika ze wzoru na natężenie przepływu w kryzie, na współczynnik przepływu mają także wpływ takie parametry cieczy jak współczynnik ekspansji i gęstość cieczy.