Schemat stanowiska pomiarowego
Tabele pomiarowe i wynikowe
dla rurki o średnicy ⌀ = 5, 55 mm
L. p. | qv(t − l) |
vkr |
Red |
qv(l − t) |
vkr |
Reg |
---|---|---|---|---|---|---|
$$\frac{m^{3}}{s}$$ |
$$\frac{m}{s}$$ |
- | $$\frac{m^{3}}{s}$$ |
$$\frac{m}{s}$$ |
- | |
1 | 2,44·10-5 | 1,01 | 4920 | 2,61·10-5 | 1,08 | 5255 |
2 | 2,27·10-5 | 0,94 | 4585 | 2,81·10-5 | 1,16 | 5645 |
3 | 2,42·10-5 | 0,99 | 4864 | 2,64·10-5 | 1,09 | 5311 |
4 | 2,27·10-5 | 0,94 | 4585 | 2,83·10-5 | 1,17 | 5703 |
Średnie: | - | - | 4738 | - | - | 5479 |
Błąd: | - | - | 113 % | - | - | 76 % |
dla rurki o średnicy ⌀ = 5, 58 mm
L. p. | qv(t − l) |
vkr |
Red |
qv(l − t) |
vkr |
Reg |
---|---|---|---|---|---|---|
$$\frac{m^{3}}{s}$$ |
$$\frac{m}{s}$$ |
- | $$\frac{m^{3}}{s}$$ |
$$\frac{m}{s}$$ |
- | |
1 | 1,06·10-5 | 0,40 | 2033 | 1,25·10-5 | 0,473352 | 2407 |
2 | 0,94·10-5 | 0,36 | 1819 | 1,42·10-5 | 0,536466 | 2728 |
3 | 0,86·10-5 | 0,33 | 1659 | 1,17·10-5 | 0,441795 | 2247 |
4 | 1,03·10-5 | 0,39 | 1979 | 1,19·10-5 | 0,452314 | 2300 |
Średnie: | - | - | 1873 | - | - | 2421 |
Błąd: | - | - | 16 % | - | - | 22 % |
Przykładowe obliczenia
Dane do obliczeń:
średnice rurek: ⌀1 = 5, 58 mm, ⌀2 = 5, 55 mm
współczynnik lepkości: $\nu = 1,14 10^{- 6\ }\frac{m^{3}}{s}$
Obliczenia dla pomiaru nr 4 (⌀ = 5, 55 mm).
prędkość krytyczna:
$$v_{\text{kr}} = \frac{4q_{v}}{\pi d^{2}} = \frac{4 2,27 10^{- 5}}{3,14 {0,00555}^{2}} = 0,94\ \frac{m}{s}$$
krytyczna liczba Reynoldsa:
$$\text{Re}_{d} = \frac{v_{\text{kr}} d}{\nu} = \frac{0,94 0,00555}{1,14 10^{- 6}} = 4585$$
błąd względny liczby Reynoldsa:
$$\Delta Re = \left| \frac{\text{Re}_{\text{rzecz}} - \text{Re}_{d}}{\text{Re}_{\text{rzecz}}} \right| = \left| \frac{2220 - 4585}{4585} \right| = 113\ \%$$
Wnioski
Po przeprowadzeniu pomiarów oraz wykonaniu obliczeń otrzymano pożądane wyniki. Można zauważyć, że otrzymane liczby Reynoldsa różnią się od tych przyjmowanych powszechnie. Zmiana przepływu z turbulentnego w laminarny zachodzi dla liczby Reynoldsa o wartości <2300 a z laminarnego w turbulentny dla wartości 2300<Re<10000. Z pomiarów wynika jednak, że granice te nie są ściśle ustalone. Mogą one się zmieniać w zależności od warunków przeprowadzania pomiarów. W jednym z pomiarów błąd wynosi nawet 113 %. Rozbieżności te wynikają z faktu, że w warunkach laboratoryjnych niełatwo jest zaobserwować przejście z jednego przepływu w drugi oraz ustalenie konkretnej wartości strumienia, dla której to następuje.