Rok I Grupa 3B

Mechatronika

ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z TERMODYNAMIKI

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 4.

1. Temat: Doświadczenie Reynoldsa.

2. Cel i zakres ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest wyznaczenie dolnej krytycznej liczby Reynoldsa na podstawie obserwacji zjawisk towarzyszących przejściu przepływu laminarnego w turbulentny.

3. Warunki pomiaru: temperatura wody 11^oC

   wilgotność względna pokojowa

   ciśnienie barometryczne atmosferyczne
   

4. Krótki opis tematu:

   1. Podstawy teoretyczne wykonania ćwiczenia:
      Przepływy dzielimy na laminarne i turbulentne. Ich występowanie zależy od wartości liczby Reynoldsa, a co za tym idzie od prędkości przepływu, lepkości kinematycznej i średnicy rury. Dolna granica krytyczna liczby Reynoldsa, czyli taka, poniżej której występuje tylko i wyłącznie ruch laminarny, wynosi około 2340. Powyżej tej granicy może występować albo ruch laminarny, albo ruch turbulentny. Powyżej górnej granicy krytycznej może występować tylko ruch turbulentny. Najwyższa osiągnięta wartość to 50000 Re.

5. Opis stanowiska pomiarowego:
   Stanowisko pomiarowe składa się z rury, w której przepływa woda, zaworu regulującego natężenie przepływu, napełnianego zbiornika pomiarowego, zaworu spustowego oraz zbiornika z cieczą zabarwioną i zaworu dozującego tę ciecz. Na wyposażeniu jest też stoper i termometr.

6. Tabele wyników:

lp Czas[s] Strumień objętości Liczba Reynoldsa 1 432 0,00005185185185185 1297,559517 2 125 0,00017920000000000 4484,365692 3 222 0,00010090090090090 2524,980683 Średnica [m] 0,04 Średnia liczba Reynoldsa 2768,968631 Objętość zbiornika [m3] 0,0224 Lepkość kinematyczna [m2/s] 1,27E-06 Temperatura wody [oC] 11

1. Obliczenia:

$$Q = \frac{V}{t}$$

$$Re = \frac{4Q}{\text{πdν}}$$

$$\delta = \left( \frac{1}{t}*\delta_{V} \right) + \left( \frac{V}{t^{2}}*\delta_{t} \right)$$

δ − blad pomiaru wzgledny ∖ nδ_V − blad pomiaru objetosci − 1mm³ = 10⁻⁹m³ ∖ nδ_t − blad pomiaru czasu − 1s

lp	czas [s]		błąd pomiaru objętości [m3]	0,000000001
1	432		błąd pomiaru czasu [s]	1
2	125
3	222		pomiar	błąd
			1	0,0000001200
			2	0,0000014336
objętość [m3]	0,0224		3	0,0000004545

1. Wnioski i uwagi:

   Dolna granica krytyczna liczby Reynoldsa według naszych pomiarów wyszła w zaokrągleniu 2525Re (pomiar nr 3 został wykonany, kiedy wiązka zabarwionej cieczy zaczęła się rozmywać). Błąd pomiaru strumienia objętości był tak niski, że nie miał on większego wpływu na otrzymaną przez nas liczbę Reynoldsa. Łatwo zauważyć, że prędkość przepływu wody miała kluczowe znaczenie na zmianę liczby Reynoldsa.