Schemat pomiarowy
2. Wstęp teoretyczny wykresem Ancony nazywamy graficznie przedstawione przebiegi wysokości: energii rozporządzalnej, ciśnienia (absolutnego) i ciśnienia piezometrycznego wzdłuż strugi przepływającego płynu. Jak wiadomo, wysokość energii rozporządzalnej maleje1) w kierunku przepływu wzdłuż strugi cieczy na skutek strat energetycznych. Wobec tego w dwóch jej przekrojach i oraz j (rys. niżej) oddalonych od siebie o lij > 0, z których – idąc w kierunku przepływu – i poprzedza j, wysokość energii rozporządzalnej spełnia nierówność
$$\frac{\text{pi}}{\text{pg}} + zi + \frac{\text{ai}\text{vi}^{2}}{2g} > \frac{\text{pj}}{\text{pg}} + zj + \frac{\text{aj}\text{vj}^{2}}{2g}$$
która przechodzi w równanie
$$\frac{\text{pi}}{\text{pg}} + zi + \frac{\text{ai}\text{vi}^{2}}{2g} > \frac{\text{pj}}{\text{pg}} + zj + \frac{\text{aj}\text{vj}^{2}}{2g} + \Delta hij\hat{}5$$
jeśli jest wysokością strat energetycznych na drodze lij
Znając zatem wartość energii w pewnym przekroju strugi, możemy znaleźć tę wartość w dowolnym jej przekroju, jeśli potrafimy obliczyć straty energetyczne między tymi przekrojami. Pozwoli to uzyskać linię energii, która nie może nigdzie wznosić się w kierunku przepływu płynu. Przeciwnie, podczas przepływu płynów lepkich linia energii zawsze opada w kierunku przepływu.
Wysokość ciśnienia (absolutnego) w dowolnym przekroju strugi otrzymujemy, odejmując – od wysokości energii –wysokość prędkości. Znając wysokość ciśnienia w każdym przekroju strugi, możemy wykreślić linię ciśnień i linię ciśnień piezometrycznych, która przebiega równolegle do linii ciśnień, ale niżej od niej o wysokość ciśnienia barometrycznego pb /ρ g.
Linie ciśnień i ciśnień piezometrycznych kształtują się w zależności od wymiarów geometrycznych przewodu i strumienia objętości, ale nie muszą opadać w kierunku ruchu.
Wynika stąd, że linia ciśnień piezometrycznych nie może przebiegać pod rurociągiem niżej niż ( pb – pw) /ρ g.
3. Wzory i przykładowe obliczenia | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|||||||
|
|||||||
prędkość wody w przewodzie |
|||||||
wysokość strat liniowych |
|||||||
wysokość strat miejscowych gęstość wody |
|||||||
współczynnik oporu liniowego dla Re>2300 |
|||||||
4. Tabela
punkt | srednica | h, [mm] | t, [C] | wymiary rur |
---|---|---|---|---|
1 | 12,3 | 911 | 10,1 | srednica |
2 | 12,3 | 889 | 10,1 | 12,3 |
3 | 12,3 | 872 | 10,1 | 12,3 |
4 | 12,3 | 860 | 10,1 | 12,3 |
5 | 12,3 | 842 | 10,1 | 12,3 |
6 | 12,3 | 819 | 10,1 | 12,3 |
7 | 12,3 | 808 | 10,1 | 8,3 |
8 | 12,3 | 804 | 10,1 | 7,15 |
9 | 12,3 | 782 | 10,1 | |
10 | 12,3 | 764 | 10,1 | |
11 | 8,3 | 652 | 10,1 | |
12 | 7,15 | 565 | 10,1 | |
13 | 12,3 | 521 | 10,1 | |
14 | 12,3 | 501 | 10,1 |
5. Tabela wynikowa
6. Wnioski
Po wykonaniu badań oraz wykonaniu wykresu stwierdzono, iż straty liniowe zwiększają się wraz z długością przewodu, oraz straty miejscowe osiągają najwyższą wartość na zmianach przekroju przewodów. Linia ciśnień piezometrycznych pokrywa się z wynikami pomiaru, co wskazuje, że przebieg doświadczenia został przeprowadzony prawidłowo.