SCHEMAT STANOWISKA
WZORY WEJŚCIOWE I WYNIKOWE
Strumień objętości, zmierzony dwoma rotametrami, przepływający przez badany przewód:
gęstość powietrza
gdzie Rs=287,1 J/kg*K –stała gazowa powietrza suchego
wartość dynamicznego współczynnika lepkości
gdzie µ0-dynamiczny współczynnik lepkości w temperaturze 273 K (dla powietrza µ0=17,08*10-6 Pa*s); C-stała Sutherlanda (dla powietrza C=112)
liczba Reynoldsa
wzór Darcy’ego-Weisbacha na straty liniowe Δpsl w przepływie
wzór na współczynnik oporu liniowego
dla przepływu laminarnego:
Re ≤ Rekr ≈ 2100
dla przewodów hydraulicznie gładkich
formuła Blasiusa
≈ (100 Re)-1/4 ,Re ≤ 105
ze wzoru Darcy’ego-Weisbacha
INDYWIDUALNE PRZYKŁADY OBLICZEŃ
P0=101200 Pa
T =23 oC = 296,16 K
ϕ0 = 0,54
Rs = 287,1 J/kgK
Teraz obliczam gęstość powietrza ρw- wzorcowe
T = 288,16 K
Rs=287,1 J/kgK
Pw= 101325Pa
Obliczam dynamiczny współczynnik lepkości ze wzoru Sutherlanda:
Przykładowe obliczenia dla punktu 5.
-liniowa strata ciśnienia podczas przepływu powietrza przez rurę
- liczba Reynoldsa
-współczynnik oporu liniowego
formuła Blasiusa
ze wzoru Darcy’ego-Weisbacha
TABELA WYNIKÓW
LP | qv | qvr | z | Δpsl | Re | λ | λT | λT |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
m | Pa | wzór D.W. | f.Blasiusa | p. lam | ||||
1 | 5760 | 0,00160 | 1,632 | 2747 | 18 336 | 0,02695 | 0,02719 | |
2 | 5400 | 0,00150 | 1,523 | 2482 | 17 190 | 0,02805 | 0,027632 | |
3 | 4950 | 0,00138 | 1,310 | 2050 | 15 758 | 0,02825 | 0,02824 | |
4 | 4500 | 0,00125 | 1,169 | 1776 | 14 325 | 0,03006 | 0,028921 | |
5 | 4050 | 0,00113 | 0,989 | 1442 | 12 893 | 0,03074 | 0,029693 | |
6 | 3600 | 0,00100 | 0,845 | 1187 | 11 460 | 0,03251 | 0,03058 | |
7 | 3060 | 0,00085 | 0,628 | 853 | 9 741 | 0,03310 | 0,031848 | |
8 | 2700 | 0,00075 | 0,539 | 677 | 8 595 | 0,03403 | 0,032861 | |
9 | 2250 | 0,00063 | 0,423 | 491 | 7 163 | 0,03593 | 0,034393 | |
10 | 1800 | 0,00050 | 0,325 | 343 | 5 730 | 0,03968 | 0,036366 | |
11 | 1125 | 0,00031 | 0,210 | 128 | 3 581 | 0,03817 | 0,0409 | |
12 | 900 | 0,00025 | 0,175 | 59 | 2 865 | 0,04262 | 0,043247 | |
13 | 720 | 0,00020 | 0,151 | 39 | 2 292 | 0,02884 | 0,045728 | |
14 | 540 | 0,00015 | 0,136 | 29 | 1 719 | 0,03851 | 0,037231 | |
15 | 360 | 0,00010 | 0,124 | 20 | 1 146 | 0,05783 | 0,055846 |
WYKRES
PODSUMOWANIE
Z wykresu stwierdzić możemy, że w większości przypadków mieliśmy do czynienia z przepływem turbulentnym, gdzie wartość współczynnika oporu liniowego maleje wraz ze wzrostem liczby Re. Pomiar 10 i 11 został zmierzony niedokładnie. Punkty odbiegają od krzywej teoretycznej. Stwierdzić możemy, że rura użyta w doświadczeniu jest rurą gładką.
Dla przepływu laminarnego pomiar przeprowadzony został dosyć dokładni tzn. większość zmierzonych punktów pokrywa się z krzywa teoretyczną.