4. Wzory wyjściowe i wynikowe
$$\frac{p}{\rho \bullet g} + z + \frac{v^{2}}{2g} = const$$
qv = v * A
gdzie:
$\frac{p}{\rho \bullet g}$ , z –wysokości ciśnienia i położenia
$\frac{v^{2}}{2g}$ – wysokość prędkości w dowolnym przekroju strugi
qv - strumień objętości
Wzór na wysokość ciśnienia w przekroju x:
$$h_{x} = h_{1} + \left( \frac{4q_{v}}{\pi D^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{1}{2g} \bullet \left\lbrack 1 - \frac{1}{\left( 1 - \left( 1 - \beta \right)\frac{x}{l} \right)^{4}} \right\rbrack$$
$$\beta = \frac{d}{D} = 0,6$$
5. Tabele pomiarowe i wynikowe
Nr manometru | h |
---|---|
- | mm |
0 | 742 |
1 | 730 |
3 | 706 |
4 | 549 |
2 | 218 |
5 | 305 |
6 | 455 |
7 | 533 |
8 | 582 |
9 | 612 |
10 | 632 |
11 | 649 |
12 | 655 |
Dyfuzor
$$\frac{\mathbf{x}}{\mathbf{L}}$$ |
hx |
---|---|
- | mm |
0 | 730 |
0,1 | 718 |
0,2 | 702 |
0,3 | 684 |
0,4 | 660 |
0,5 | 630 |
0,6 | 591 |
0,7 | 541 |
0,8 | 474 |
0,9 | 385 |
1 | 263 |
Konfuzor
$$\frac{\mathbf{x}}{\mathbf{l}}$$ |
hx |
---|---|
0 | 730 |
0,2 | 702 |
0,4 | 660 |
0,6 | 591 |
0,8 | 474 |
1 | 263 |
Kontrakcja strugi:
$$\kappa = \ \left( 1 + \frac{{h}_{2}}{\frac{v_{2}^{2}}{2g}} \right)^{- \frac{1}{2}} = \left( 1 + \frac{h_{2\ t} - h_{2\ z}}{\frac{8q_{v}^{2}}{\pi^{2}d^{4}g}} \right)^{- \frac{1}{2}} = \left( 1 + \frac{{\left( 263 - 218 \right) \bullet 10}^{- 3}}{\frac{8 \bullet {0,000367}^{2}}{{3,14}^{2} \bullet {0,012}^{4} \bullet 9,81}} \right)^{- \frac{1}{2}} = 0,960$$
6. Przykładowe obliczenia
Obliczam wysokość ciśnienia dla $\frac{x}{l} = 0,4$ :
$$h_{x} = h_{1} + \left( \frac{4q_{v}}{\pi D^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{1}{2g} \bullet \left\lbrack 1 - \frac{1}{\left( 1 - \left( 1 - \frac{d}{D} \right)\frac{x}{l} \right)^{4}} \right\rbrack =$$
$$= 0,730 + \left( \frac{4 \bullet 0,000367}{\pi \bullet {0,02}^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{1}{2 \bullet 9,81} \bullet \left\lbrack 1 - \frac{1}{\left( 1 - \left( 1 - \frac{12}{20} \right) \bullet 0,4 \right)^{4}} \right\rbrack = 0,660\text{\ m}$$
Obliczam wysokość ciśnienia dynamicznego:
$$h_{v} = \left( \frac{4q_{v}}{\pi D^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{1}{2g} = \left( \frac{4 \bullet 0,000367}{\pi{0,02}^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{1}{2 \bullet 9,81} = 0,0695\ m$$
7. Wnioski
W tym ćwiczeniu łatwo zauważyć różnicę w rozkładzie ciśnienia wzdłuż zwężki Venturiego pomiędzy płynem doskonałym, czyli płynem nielepkim i nieściśliwym, a płynem rzeczywistym. Jest to spowodowane tym, że przy przepływie płynu rzeczywistego występują straty, zarówno liniowe jak i miejscowe. Uwidocznione jest to poprzez różnicę wysokości ciśnień przed i za zwężką. W przypadku płynu doskonałego wysokość ciśnienia przed zwężką jest równa wysokości ciśnienia za zwężką. Natomiast w przypadku płynu rzeczywistego wysokość ciśnienia przed zwężką jest większa niż za zwężką. Ponadto w przewężeniu wysokość ciśnienia jest dodatkowo zmniejszona przez kontrakcję strugi.