Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Chełmie

Instytut Nauk Technicznych i Lotnictwa

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Data wykonania ćwiczenia: 17.03.2015r.	Ocena:
Wykonali: Konrad Oleszczuk, Konrad Ochman, Hubert Piróg, Andrii Jaworskyi, Paweł Ćwir	Grupa: VIa
Temat: Ciśnienie statyczne w przekrojach zwężki Venturiego.	Prowadzący: Dr inz. D. Mika

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie ciśnienia statycznego przy przepływie powietrza przez zwężkę Venturiego. Drugim celem jest zapoznanie się z metodologią pomiaru ciśnień przy pomocy U-rurek.

Zadania do wykonania;

• Wyznaczyć rozkład ciśnienia statycznego w różnych przekrojach zwężki Venturiego

• Na podstawie otrzymanych wyników wyznaczyć prędkość przepływu powietrza w poszczególnych przekrojach

Schemat stanowiska:

Stanowisko pomiarowe składa się z :

• Dmuchawa

• U-rurki

• Uchwyt laboratoryjny

• Zwężka Venturiego

Przebieg ćwiczenia:

Uruchamiamy dmuchawę powietrzną a następnie mierzymy ciśnienie statyczne, jakie powstaje w różnych przekrojach zwężki Venturiego. Po wysokości poziomu cieczy w ramionach manometru widać, że w zwężeniu rurki panuje niższe ciśnienie niż przed nim i za nim . Im większe zwężenie przekroju strumienia gazu , tym niższe jest jego ciśnienie statyczne.

Obliczenia:

Różnica ciśnienia miedzy ciśnieniem statycznym panującym w zwężce a ciśnieniem atmosferycznym wyznaczamy z zależności dla manometrów różnicowych typu U-rurka:

p = ρ_mgz

Gdzie:

ρ_m − gestosc plynu manometrycznego[kg/m³]

g − przyspieszenie ziemnskie [m/s²]

z − roznica pomiedzy poziomami cieczy w ramionac U − rurki [m]

Obliczenia dla przekroju A

p = 10009, 810, 013 = 127, 53

Obliczenie ciśnienia statycznego

p_s = p_atm + p

p_s = 101300 + 127, 53 = 101427, 53

Na podstawie pomiaru ciśnienia dynamicznego u wlotu do zwężki Venturiego możemy określić całkowite ciśnienie przepływu

p_c = p_s+p_d

Gdzie dla przekroju wlotu przyjmujemy

p_d = p

Dla przekroju B

p_c = 101221, 4  + 206 = 101427.4

Dla obliczenia wartości prędkości przepływu strumieniu w poszczególnych przekrojach posłuży nam:

$$v = \sqrt{\frac{2 \bullet p_{d}}{\sigma_{\text{pow}}}}$$

Tabela i wykresy:

Przekrój	z [mm]	p[Pa]	ps[Pa]	pd[Pa]	pc[Pa]	vi[m/s]
A	0,013	127,53	101427,4	127,4	101554,8	14,77
B	-0,008	-78,6	101221,4	166,6	101427,4	15,66
C	-0,004	-39,2	101260,8	206	101427,4	16,89

Wykres Rozkład ciśnienia dynamicznego w przekrojach

Wykres Rozkład ciśnienia statycznego w przekrojach

Wykres Rozkład prędkości przepływu powietrza w przekrojach

Wnioski:

W tym ćwiczeniu mieliśmy za zadanie wyznaczenie ciśnienia statycznego przy przepływie powietrza przez zwężkę Venturiego oraz zapoznanie się z metodologią pomiaru ciśnień przy pomocy U-rurek. Dzięki pomiarom ciśnienia które przeprowadziliśmy dla 3 przekrojów oraz gęstości powietrza wyznaczyliśmy prędkość przepływu powietrza. Wszystkie wyniki zawarliśmy w tabeli a wykresy przedstawiają rozkład ciśnień oraz rozkład prędkości przepływu powietrza. Zaobserwowaliśmy, że ciśnienie dynamiczne największe występuje w przekroju C a najmniejsze w przekroju A. Ciśnienie statyczne największą wartość ma w przekroju a najmniejsze B. Prędkość przepływu powietrza wzrosła do ponad 16 m/s w przekroju C.