Schemat stanowiska.
Tabela pomiarowo-wynikowa.
Lp. | t | T | Δz1 | Δz2 | qv | ν*10-7 | Re | C | qv |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
s | ⁰C | mm | mm | m3/s | m2/s | - | - | m3/s | |
1. | 43,75 | 25,9 | 6 | 94 | 0,000104 | 8,75 | 7574 | 0,92 | 0,000106 |
2. | 28,47 | 25,7 | 57 | 153 | 0,000160 | 8,79 | 11587 | 0,97 | 0,000153 |
3. | 23,56 | 25,6 | 110 | 203 | 0,000193 | 8,80 | 13971 | 0,96 | 0,000187 |
4. | 20,03 | 25,6 | 73 | 266 | 0,000227 | 8,80 | 16433 | 1,09 | 0,000194 |
5. | 17,12 | 25,6 | 252 | 352 | 0,000266 | 8,80 | 19226 | 0,95 | 0,000259 |
6. | 14,87 | 25,6 | 355 | 440 | 0,000306 | 8,80 | 22136 | 0,96 | 0,000298 |
7. | 14,00 | 25,7 | 410 | 492 | 0,000325 | 8,79 | 23564 | 0,95 | 0,000317 |
8. | 13,10 | 25,7 | 478 | 558 | 0,000347 | 8,79 | 25182 | 0,95 | 0,000340 |
9. | 12,50 | 25,7 | 535 | 630 | 0,000364 | 8,79 | 26391 | 0,94 | 0,000360 |
10. | 11,50 | 25,8 | 643 | 734 | 0,000396 | 8,77 | 28750 | 0,94 | 0,000392 |
Cśr=0,9
Δzśr=0,6841 mm
Dla przepływu teoretycznego:
Δz | qv |
---|---|
mm | m3/s |
0,1 | 0,000117 |
0,2 | 0,000166 |
0,3 | 0,000203 |
0,4 | 0,000235 |
0,5 | 0,000262 |
0,6 | 0,000287 |
0,7 | 0,000310 |
0,8 | 0,000332 |
0,9 | 0,000352 |
1 | 0,000371 |
1,1 | 0,000389 |
1,2 | 0,000406 |
1,3 | 0,000423 |
1,4 | 0,000439 |
1,5 | 0,000454 |
V=4,55dm3
Przykładowe obliczenia.
Strumień objętości: $q_{v} = \frac{V}{t} = \frac{0,00455}{43,75} \approx$0,000104 m3/s
Kinematyczny współczynnik lepkości: $\upsilon = \frac{1}{556406,7 + 19689,27*t + 124,6096 + t^{2} - 0,3783792*t^{3}}\ = \ \frac{1}{556406,7 + 19689,27*25,9 + 124,6096 + {25,9}^{2} - 0,3783792*{25,9}^{3}} \approx 8,75*10^{- 7}\frac{m^{2}}{s}$
Liczba Reynoldsa: $Re = \frac{4V}{\text{tπDυ}} = \frac{4*0,00455}{43,75*3,14*0,02*8,75*10^{- 7}} \approx 7574$
Współczynnik przepływu zwężki: $C = q_{v}\frac{4\sqrt{1 - \beta^{4}}}{\pi d^{2}\sqrt{2gz}} = 0,000104\frac{4*\sqrt{1 - {0,5}^{4}}}{\pi{*0,01}^{2}\sqrt{2*9,81*0,1}} \approx 0,92$
Średni strumień objętości: $q_{v} = \frac{C_{sr}}{\sqrt{1 - \beta^{4}}}\frac{\pi d^{2}}{4}\sqrt{2g(z_{1} + z_{2})} = \frac{0,9}{\sqrt{{1 - 0,5}^{4}}}\frac{3,14*{0,01}^{2}}{4}\sqrt{2*9,81*\left( 6 + 94 \right)*0,001} = 0,000106\ m^{3}/s$
Teoretyczny strumień objętości: $q_{v} = \frac{1}{\sqrt{1 - \beta^{4}}}\frac{\pi d^{2}}{4}\sqrt{2g(z_{1} + z_{2})} = \frac{1}{\sqrt{{1 - 0,5}^{4}}}\frac{3,14*{0,01}^{2}}{4}\sqrt{2*9,81*\left( 6 + 94 \right)*0,001} = 0,000117\ m^{3}/s$
Wykresy.
Wnioski.
Wyznaczony współczynnik pomiaru zwężki C nie powinien wynosić więcej niż 1. Czwarty pomiar został źle przeprowadzony, gdyż obliczone C=1,09. Jest to zapewne spowodowane błędnym odczytem z manometru. Współczynnik przepływu powinien być stały, co zgadza się z charakterystyką C(Re) gdzie wyliczone pojedyncze współczynnik C oscylują wokół średniej wartości. Średni współczynnik przepływu zwężki jest równy Cśr=0,9. Wykreślona charakterystyka teoretyczna Δz(qv) ma podobny przebieg do charakterystyki wykreślonej z punktów pomiarowych, ale widać, że występuje różnica pomiędzy strumieniem objętości wyliczonym z punktów pomiarowych a strumieniem objętości, w którym wzięte były pod uwagę zjawiska występujące podczas przepływu płynów lepkich.