Mechanika Płynów- laboratorium
WMiBM
IB
L 04

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika strat liniowych dla przepływu wody w przewodzie oraz wyznaczenie współczynnika strat lokalnych w funkcji liczby Reynoldsa dla wybranego elementu przepływowego.

1. Schemat stanowiska

Rysunek nr.1

Rysunek nr.2

1. Zbiornik zasilający,

2. Rura łącząca zbiornik 1 z pętlą rurociągu,

3. Rura z metaplexu Φ26,

4. Rura z metaplexu Φ50,

5. Pompa wirowa,

6. Silnik prądu stałego,

7. Zawór ssawny,

8. Zawór tłoczny,

9. Manometr sprężysty na ssaniu,

10. Manometr sprężysty na tłoczeniu,

11. Zwężka pomiarowa,

12. Manometr do pomiaru spadku ciśnienia na zwężce przepływowej,

13. Przepływomierz turbinowy,

14. Wskaźnik ilości obrotów turbinki,

15. Elektryczny sekundomierz,

16. Króciec doprowadzający wodę do instalacji badawczej,

17. Króciec odprowadzający wodę z instalacji badawczej,

18. Szafa sterownicza,

19. Termometr do pomiaru temperatury cieczy,

20. Odpowietrznik,

21. Manometr do pomiaru spadku ciśnienia na długości L.

1. Tabele pomiarowe

Tabela nr.1

Lp.	Δp [kPa]	V[m^3]	t[s]	Δh	Qv	λe	Re	λt
1.	407	0,072	60	0,041484	0,0012	0,167071	142,5583	0,002219
2.	380	0,069	60	0,045566	0,00115	0,169847	136	0,002326
3.	354	0,067	60	0,042915	0,001117	0,167813	132,6584	0,002385
4.	337	0,063	60	0,041182	0,00105	0,180684	124,7385	0,002537
5.	295	0,061	60	0,036901	0,001017	0,168707	120,7785	0,00262
6.	267	0,057	60	0,034047	0,00095	0,174877	112,8586	0,002804
7.	230	0,053	60	0,030275	0,000883	0,17424	104,9387	0,003015
8.	197	0,046	60	0,026911	0,000767	0,198117	91,07889	0,003474
9.	167	0,044	60	0,023853	0,000733	0,183562	87,11893	0,003632
10.	142	0,028	40	0,021305	0,0007	0,385429	83,15898	0,003805
11.	79	0,019	30	0,014883	0,000633	0,465684	75,23908	0,004205
12.	42	0,01	30	0,011111	0,000333	0,89376	39,59952	0,00799
13.	20	0,07	30	0,008767	0,002333	0,008686	277,1966	0,001141
14	0	0	30	0,006728	0	0	0	0

Tabela nr.2

Lp	Δp14	Δp23	V	t	ς	Re
1.	1155	1155	0,035	30	0,523581461	13859,83
2.	1085	907	0,033	30	0,371738904	13067,84
3.	944	784	0,03	30	0,385017478	11879,85
4.	795	641	0,029	30	0,321566894	11483,86
5.	686	544	0,026	30	0,330230911	10295,87
6.	599	460	0,025	30	0,285209101	9899,879
7.	244	136	0,014	30	0,0079	5543,932
8.	109	13	0,007	30	0,0009	2771,966

1. Wzory stosowane w obliczeniach

ρ=1000$\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

L=2,5m

D=26,6mm

g= 9,81

μ [10⁴]= 15,155

$\lambda = \frac{64}{\text{Re}}$ , dla Re<2300

$\lambda = \frac{0,316}{\sqrt[4]{\text{Re}}}$ , dla Re>2300

$\lambda = \ \frac{\Delta h \bullet D \bullet 2g}{L \bullet v^{2}}$,

$\Delta h = \ \frac{\Delta p}{\varrho \bullet g}$ ,

v = $\frac{4 \bullet Q_{v}}{\pi \bullet D^{2}}$ ,

Q = Q_v • 𝜚 ,

Re = $\frac{4{\bullet Q}_{m}}{\pi \bullet D \bullet \mu}$ ,

Δp =  𝜚•g • Δh

ζ = $\frac{2g \bullet (2 \bullet \Delta h_{23} - \Delta h_{24})}{v^{2}}$

1. Wykresy

Wykres nr.1

Wykres nr.2

1. Wnioski

Błędy pomiarów i wartości współczynnika strat lokalnych przy przepływie wody w rurze oraz strat liniowych w przewodzie zamkniętym spowodowane są niedokładnością odczytu wysokości spadku ciśnienia . Błąd ten powiększyła zamiana jednostek.. Pomiar obarczony jest dodatkowym błędem wynikającym z błędu pomiaru współczynnika strat liniowych. Różnica wartości współczynnika strat lokalnych wyznaczanego dwiema metodami wynika w dużym stopniu z niedokładności w obliczaniu współczynnika λ. Błędy końcowych charakterystyk wynikają dużej liczby kolanek w rurociągu. Możliwe jest to iż wewnątrz instalacji przepływowej znajduje się osad, który również jest przyczyną pewnych błędów.