SPIS TREŚCI

1. Pomiary 1

2. Schemat stanowiska 2

3. Wzory i przykładowe obliczenia 2

1.1. Ciśnienie statyczne w rurze 2

1.2. Ciśnienie nasycenia pary wodnej 3

1.3. Dynamiczny współczynnik lepkości 3

1.4. Gęstość powietrza 3

1.5. Liczba Reynoldsa 3

1.6. Doświadczalny wsp. oporów liniowych λ 3

1.7. Teoretyczny wsp. oporów liniowych dla przepływu laminarnego λ_lam 3

1.8. Teoretyczny wsp. oporów liniowych dla przepływu turbulentnego λ_tur 3

4. Tablica wyników i pomiarów 3

5. Rysunek 4

6. Wnioski 4

7. Spis rysunków i tabel. 5

1. Pomiary

Tabela - Pomiarki

Lp.	qv, dm^3/h	straty ciśnienia Δh, mm	podciśnienie na wlocie do rury h, mm
1	360	2	124
2	450	2,5	130
3	540	3	138
4	630	3,2	145
5	720	4	155
6	810	4,5	165
7	900	6	177
8	990	9	190
9	1080	14	202
10	1260	19	234
11	1440	24	266
12	1620	30	305
13	1800	36	434
14	1980	43	380
15	2160	51,5	431
16	2340	58,5	480
17	2520	66,5	528
18	2700	73	564
19	2880	82	615
20	3060	92,5	676

1. Schemat stanowiska

2. Wzory i przykładowe obliczenia

d = 7,37 mm

L = 100*d mm

T₀ = 292 K

p₀ = 100400 Pa

ϕ_o = 54%

ρ_w = 1000 kg/m³

1. Ciśnienie statyczne w rurze

p = p₀ − hρg = 100400 − 1000 • 9, 81 • 0, 124 = 99184 Pa

1. Ciśnienie nasycenia pary wodnej

$$p_{s} = 9,8065 \bullet 10^{5} \bullet \frac{e^{0,01028T - \frac{7821,541}{T} + 82,86568}}{T^{11,48776}} = 9,8065 \bullet 10^{5} \bullet \frac{{e^{3,0018 - \frac{7821,541}{292} + 82,86568}}^{}}{292^{11,48776}}$$

=2130, 62 Pa

1. Dynamiczny współczynnik lepkości

$u = u_{0}\frac{273 + C}{T + C}\left( \frac{T}{273} \right)^{3/2} = 17,08 \bullet 10^{- 6}\frac{273 + 112}{292 + 112}\left( \frac{292}{273} \right)^{\frac{3}{2}} = 18,01 \bullet 10^{- 6}\ Pa \bullet s$

1. Gęstość powietrza

$\rho_{p} = \frac{1}{R_{s}} \bullet \frac{1 + \frac{0,622\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}{1 + \frac{\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}} \bullet \frac{p}{T} = \frac{1}{287,1} \bullet \frac{1 + \frac{0,622 \bullet 0,54 \bullet 2130,62}{99184 - 0,54 \bullet 2130,62}}{1 + \frac{0,54 \bullet 2130,62}{99184 - 0,54 \bullet 2130,62}} \bullet \frac{99184}{292} = 1,1779\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

1. Liczba Reynoldsa

$Re = \frac{4 \bullet q_{v} \bullet \rho_{p}}{\mu \bullet \pi \bullet d} = \frac{4 \bullet 10^{- 4} \bullet 1,1779}{18,01 \bullet 10^{- 6} \bullet 3,14 \bullet 0,00737} = 1130$

1. Doświadczalny wsp. oporów liniowych λ

$\lambda = \frac{\rho_{w} \bullet g \bullet h \bullet \pi^{2} \bullet d^{4}}{8 \bullet \rho_{p} \bullet q_{v}^{2}} \bullet \frac{d}{l} = \frac{1000 \bullet 9,81 \bullet 0,002 \bullet \pi^{2} \bullet 0,00737^{4}}{8 \bullet 1,1779 \bullet 0,0001^{2}} \bullet \frac{1}{100} = 0,061$

1. Teoretyczny wsp. oporów liniowych dla przepływu laminarnego λ_lam

$\lambda_{\text{lam}} = \frac{64}{\text{Re}} = \frac{64}{1130} = 0,057$

1. Teoretyczny wsp. oporów liniowych dla przepływu turbulentnego λ_tur

$\lambda_{\text{tur}} = \frac{0,3164}{\sqrt[4]{\text{Re}}} = \frac{0,3164}{\sqrt[4]{3366}} = 0,041$

1. Tablica wyników i pomiarów

Tabela - Druga tabela

Lp.	p, Pa	Ρpow, kg/m^3	Re	λ	λlam	λtur
1	99184	1,1779	1 131	0,061	0,057
2	99125	1,1772	1 413	0,048	0,045
3	99046	1,1763	1 694	0,040	0,038
4	98978	1,1755	1 975	0,032	0,032
5	98879	1,1743	2 255	0,030	0,028
6	98781	1,1731	2 534	0,027	0,025
7	98664	1,1717	2 812	0,029	-	-
8	98536	1,1702	3 089	0,036	-	-
9	98418	1,1688	3 366	0,047		0,042
10	98104	1,1650	3 915	0,047		0,040
11	97791	1,1613	4 459	0,046		0,039
12	97408	1,1567	4 997	0,046		0,038
13	96142	1,1416	5 480	0,045		0,037
14	96672	1,1480	6 061	0,044		0,036
15	96172	1,1420	6 578	0,045		0,035
16	95691	1,1363	7 090	0,043		0,034
17	95220	1,1306	7 598	0,043		0,034
18	94867	1,1264	8 110	0,041		0,033
19	94367	1,1205	8 605	0,041		0,033
20	93768	1,1133	9 085	0,041		0,032

Tabela 2. Wyniki obliczeń.

1. Rysunek

2. Wnioski

Na wykresie ( Rysunek 1)wyraźnie widać rozdzielenie pomiędzy przepływem laminarnym, a turbulentnym. Zakładając, że rozdziela je strefa przejściowa, przepływ laminarny występuje do Re=2534, a turbulentny przepływ zaczyna się przy Re=3366.

Na wykresie widoczne jest również zmniejszanie się wpływu turbulentności przepływu na współczynnik oporów liniowych ( wraz ze wzrostem Re zauważamy coraz mniejsze zmiany w λ, który jednoznacznie dąży do stałej wartości).

W zakresie przepływu laminarnego wyniki doświadczalne są zbliżone do wyników teoretycznych. Natomiast w zakresie przepływu turbulentnego wyniki teoretyczne są znacznie niższe od doświadczalnych ( na wykresie można zauważyć, że jest to prawie stała odchyłka). Może to wynikać z uproszczonego wzoru lub/i z jakiegoś błędu systematycznego.

1. Spis rysunków i tabel.

Rysunek 1 - Schemat stanowiska 1

Rysunek 2 - nowy rusuneczek 3

Tabela 1 - Pomiarki 1

Tabela 2 - Druga tabela 3