MJ 4 21

SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO

WZORY

Teoretyczny współczynnik ciśnienia


$${\overset{\overline{}}{p}}_{t} = 1 - 4\sin^{2}\alpha$$

Różnica ciśnień Δp


p − p = ρmghrzecz

Ciśnienie nasycenia pary wodnej


$$p_{s} = 9,8065*10^{5}\frac{e^{0,01028 - \frac{7821,541}{T} + 82,86568}}{T^{11,48776}}$$

Gęstość czynnika roboczego (przepływające powietrze)


$$\rho_{p} = \frac{1}{R_{s}}\frac{1 + \frac{0,622\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}{1 + \frac{\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}\frac{p}{T}$$

Prędkość przepływającego powietrza


$$v_{\infty} = \sqrt{\frac{2 \bullet \left( p - p_{\infty} \right)}{\rho_{\text{pow}}}}$$

Doświadczalny współczynnik ciśnienia


$$\overset{\overline{}}{p} = \frac{p - p_{\infty}}{\frac{v_{\infty}^{2} \bullet \rho_{\text{pow}}}{2}}$$

Współczynnik oporu powietrza


$$c_{\text{xp}} = \frac{P_{c}}{\frac{v_{\infty}^{2} \bullet \rho_{\text{pow}}}{2} \bullet A}$$

gdzie:

Wartość siły oporu ciśnieniowego:


$$P_{c} = A\int_{0}^{\pi}{p\cos\alpha\text{dα}} = A\left( \frac{\alpha}{2}p_{1}\cos\alpha_{1} + \alpha\sum_{i = 2}^{60}{p_{i}\cos\alpha_{i}} + \frac{\alpha}{2}p_{61}\cos\alpha_{61} \right)$$

Dane otoczenia:

p0=1013hPa

$\rho_{m} = 827\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

ϕ0=31%

TABELA POMIARÓW I WYNIKÓW OBLICZEŃ

L.p. α ∆ h T T ps ρp pt p-p∞ przecz alfa
- mm ◦ C K Pa kg/m3 Pa Pa Pa Rad
1. 0 91 17,9 291,05 1994,700 1,2095 1,000 369,135585 1,000 0,000
2. 3 91 18,1 291,25 2020,026 1,2086 0,989 369,135585 1,001 0,052
3. 6 90 18,2 291,35 2032,794 1,2082 0,956 365,07915 0,990 0,105
4. 9 88 18,3 291,45 2045,632 1,2078 0,902 356,96628 0,968 0,157
5. 12 85 18,4 291,55 2058,542 1,2073 0,827 344,796975 0,936 0,209
6. 15 80 18,5 291,65 2071,522 1,2069 0,732 324,5148 0,881 0,262
7. 18 74 18,5 291,65 2071,522 1,2069 0,618 300,17619 0,815 0,314
8. 21 66 18,5 291,65 2071,522 1,2069 0,486 267,72471 0,727 0,367
9. 24 59 18,6 291,75 2084,574 1,2065 0,338 239,329665 0,650 0,419
10. 27 50 18,7 291,85 2097,698 1,2060 0,176 202,82175 0,551 0,471
11. 30 39 18,8 291,95 2110,894 1,2056 0,000 158,200965 0,430 0,524
12. 33 30 18,9 292,05 2124,163 1,2052 -0,187 121,69305 0,331 0,576
13. 36 11 18,9 292,05 2124,163 1,2052 -0,382 17,848314 0,049 0,628
14. 39 5 18,9 292,05 2124,163 1,2052 -0,584 7,4638404 0,020 0,681
15. 42 -15 19,1 292,25 2150,919 1,2043 -0,791 -60,846525 -0,166 0,733
16. 45 -46 19,2 292,35 2164,407 1,2039 -1,000 -186,59601 -0,508 0,785
17. 48 -74 19,3 292,45 2177,969 1,2035 -1,209 -300,17619 -0,817 0,838
18. 51 -93 19,2 292,35 2164,407 1,2039 -1,416 -377,248455 -1,027 0,890
19. 54 -113 19,4 292,55 2191,605 1,2030 -1,618 -458,377155 -1,248 0,942
20. 57 -131 19,4 292,55 2191,605 1,2030 -1,813 -531,392985 -1,447 0,995
21. 60 -142 19,5 292,65 2205,316 1,2026 -2,000 -576,01377 -1,569 1,047
22. 63 -142 19,4 292,55 2191,605 1,2030 -2,176 -576,01377 -1,569 1,100
23. 66 -124 19,5 292,65 2205,316 1,2026 -2,338 -502,99794 -1,370 1,152
24. 69 -108 19,5 292,65 2205,316 1,2026 -2,486 -438,09498 -1,194 1,204
25. 72 -98 19,5 292,65 2205,316 1,2026 -2,618 -397,53063 -1,083 1,257
26. 75 -95 19,5 292,65 2205,316 1,2026 -2,732 -385,361325 -1,050 1,309
27. 78 -91 19,6 292,75 2219,102 1,2022 -2,827 -369,135585 -1,006 1,361
28. 81 -90 19,7 292,85 2232,963 1,2017 -2,902 -365,07915 -0,995 1,414
29. 84 -88 19,6 292,75 2219,102 1,2022 -2,956 -356,96628 -0,973 1,466
30. 87 -86 19,6 292,75 2219,102 1,2022 -2,989 -348,85341 -0,951 1,518
31. 90 -88 19,7 292,85 2232,963 1,2017 -3,000 -356,96628 -0,973 1,571
32. 93 -90 19,7 292,85 2232,963 1,2017 -2,989 -365,07915 -0,995 1,623
33. 96 -88 19,7 292,85 2232,963 1,2017 -2,956 -356,96628 -0,973 1,676
34. 99 -88 19,8 292,95 2246,900 1,2013 -2,902 -356,96628 -0,974 1,728
35. 102 -88 19,8 292,95 2246,900 1,2013 -2,827 -356,96628 -0,974 1,780
36. 105 -87 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -2,732 -352,909845 -0,963 1,833
37. 108 -87 19,8 292,95 2246,900 1,2013 -2,618 -352,909845 -0,963 1,885
38. 111 -90 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -2,486 -365,07915 -0,996 1,937
39. 114 -89 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -2,338 -361,022715 -0,985 1,990
40. 117 -89 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -2,176 -361,022715 -0,985 2,042
41. 120 -89 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -2,000 -361,022715 -0,985 2,094
42. 123 -89 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -1,813 -361,022715 -0,985 2,147
43. 126 -91 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -1,618 -369,135585 -1,007 2,199
44. 129 -89 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -1,416 -361,022715 -0,985 2,251
45. 132 -90 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -1,209 -365,07915 -0,996 2,304
46. 135 -90 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -1,000 -365,07915 -0,996 2,356
47. 138 -90 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -0,791 -365,07915 -0,996 2,409
48. 141 -89 19,9 293,05 2260,912 1,2009 -0,584 -361,022715 -0,985 2,461
49. 144 -89 20 293,15 2275,001 1,2004 -0,382 -361,022715 -0,985 2,513
50. 147 -89 20 293,15 2275,001 1,2004 -0,187 -361,022715 -0,985 2,566
51. 150 -89 20 293,15 2275,001 1,2004 0,000 -361,022715 -0,985 2,618
52. 153 -85 20 293,15 2275,001 1,2004 0,176 -344,796975 -0,941 2,670
53. 156 -86 20 293,15 2275,001 1,2004 0,338 -348,85341 -0,952 2,723
54. 159 -86 20 293,15 2275,001 1,2004 0,486 -348,85341 -0,952 2,775
55. 162 -85 20 293,15 2275,001 1,2004 0,618 -344,796975 -0,941 2,827
56. 165 -84 20 293,15 2275,001 1,2004 0,732 -340,74054 -0,930 2,880
57. 168 -82 19,9 293,05 2260,912 1,2009 0,827 -332,62767 -0,908 2,932
58. 171 -85 20 293,15 2275,001 1,2004 0,902 -344,796975 -0,941 2,985
59. 174 -82 20,1 293,25 2289,166 1,2000 0,956 -332,62767 -0,908 3,037
60. 177 -83 20,1 293,25 2289,166 1,2000 0,989 -336,684105 -0,919 3,089
61. 180 -86 20,1 293,25 2289,166 1,2000 1,000 -348,85341 -0,953 3,142

TABELA SUMUJĄCA DLA Pc:

1. 1,497944 11. 1,431609 21. -2,17096 31. -1,7E-16 41. 1,47757 51. 2,560141
2. 2,995889 12. 1,081771 22. -2,13748 32. 0,152813 42. 1,609485 52. 2,633991
3. 2,985704 13. 0,802996 23. -1,91431 33. 0,312144 43. 1,736988 53. 2,579244
4. 2,933654 14. 0,113133 24. -1,47339 34. 0,456765 44. 1,901522 54. 2,666819
5. 2,841771 15. 0,04524 25. -1,10655 35. 0,607288 45. 1,977375 55. 2,71674
6. 2,711566 16. -0,35117 26. -0,84099 36. 0,755982 46. 2,113078 56. 2,727131
7. 2,513676 17. -1,01946 27. -0,65489 37. 0,892667 47. 2,220772 57. 2,729147
8. 2,282424 18. -1,54298 28. -0,47217 38. 1,034859 48. 2,322379 58. 2,689192
9. 1,991989 19. -1,81052 29. -0,31214 39. 1,215469 49. 2,390758 59. 2,807867
10. 1,737406 20. -2,03985 30. -0,15276 40. 1,341605 50. 2,479275 60. 2,720927
Δα 61. 1,497944
3 Σ 65,29508

PRZYKŁADY OBLICZEŃ (dla pomiaru nr 1)

Teoretyczny współczynnik ciśnienia


$${\overset{\overline{}}{p}}_{t} = 1 - 4\sin^{2}\alpha = 1 - 4\sin^{2}0,157 = 1$$

Różnica ciśnień Δp


$$p - p_{\infty} = \rho_{m}gh_{\text{rzecz}} = 827\frac{\text{kg}}{m^{3}}*9,81\frac{m}{s^{2}}*91*10^{- 3}*0,5 = 369,14\text{\ Pa}\ $$

Ciśnienie nasycenia pary wodnej


$$p_{s} = 9,8065*10^{5}\frac{e^{0,01028 - \frac{7821,541}{T} + 82,86568}}{T^{11,48776}} = 9,8065*10^{5}\frac{e^{0,01028 - \frac{7821,541}{291,05} + 82,86568}}{{291,05}^{11,48776}} = \ 1994,70\ \text{Pa}$$

Gęstość czynnika roboczego


$$\rho_{p} = \frac{1}{R_{s}}\frac{1 + \frac{0,622\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}{1 + \frac{\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}\frac{p}{T} = \ \frac{1}{287,1}*\frac{1 + \frac{0,622*0,31*1994,70}{1,013*10^{5} - 0,31*1994,70}}{1 + \frac{0,31*1994,70}{1,013*10^{5} - 0,31*1994,70}}*\frac{1,013*10^{5}}{291,05} = = \ 1,2095\frac{\text{kg}}{m^{3}}$$

Prędkość przepływającego powietrza


$$v_{\infty} = \sqrt{\frac{2 \bullet \left( 369,14 \right)}{1,2095}} = 24,71\frac{m}{s}$$

Doświadczalny współczynnik ciśnienia


$$\overset{\overline{}}{p} = \frac{p - p_{\infty}}{\frac{v_{\infty}^{2} \bullet \rho_{\text{pow}}}{2}} = \frac{369,14}{\frac{{24,71}^{2} \bullet 1,2095}{2}} = \ 1,000\text{\ Pa}$$

Wartość siły oporu ciśnieniowego:


$$P_{c} = A\int_{0}^{\pi}{p\cos\alpha\text{dα}} = \left( \frac{\alpha}{2}p_{1}\cos\alpha_{1} + \alpha\sum_{i = 2}^{60}{p_{i}\cos\alpha_{i}} + \frac{\alpha}{2}p_{61}\cos\alpha_{61} \right) = 65,3\ $$

Współczynnik oporu powietrza


$$c_{\text{xp}} = \frac{P_{c}}{\frac{v_{\infty}^{2} \bullet \rho_{\text{pow}}}{2}} = \frac{65,3}{\frac{{24,71}^{2} \bullet 1,2095}{2}} = 0,708\ $$

WNIOSKI

Celem ćwiczenia było doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie rozkładu ciśnień na powierzchni ciała opływowego (walca) ustaloną równoległą strugą płynu. Jak widać na wykresie rozkład ciśnienia na obwodzie walca podczas przeprowadzania pomiarów ustabilizował się jako opływ z oderwaniem laminarnej warstwy przyściennej. Wykres potwierdził również teorię punktu oderwania , leżącego w przedniej części walca i wznoszącego w przybliżeniu 80°.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
W 21 Alkohole
21 02 2014 Wykład 1 Sala
21 Fundamnety przyklady z praktyki
BO I WYKLAD 01 3 2011 02 21
w 1 komunikacja 21 11 09 nst
21 25
21 23
2009 06 15 21;42;51
2011 03 05 21;05;08
2002 06 21
21
Kodeks pracy Dziennik Ustaw poz 94 nr 21 z 1998 roku
2011 03 05 21;10;59
2004 06 21
21 12 2008 1CB bardzo łatwy, Flash1CB bardzo łatwy
opis 21 04

więcej podobnych podstron