Schemat stanowiska
Rys. 1.1 Schemat stanowiska pomiarowego
Stanowisko składało się z badanego walca, z 3 dziurkami, podłączonego do manometru skośnego, mierzącego zależnie od podłączenia podciśnienie lub nadciśnienie, a stojącego na kątomierzy odmierzającym kąt obrotu. Termometrem elektrycznym mierzyliśmy temperaturę blisko wyjścia z dyszy.
Tabele pomiarowo-wynikowe
Tabela 2.1 Pomiary wychylenia manometry ukośnego
Lp. | α |
l |
t |
l |
$${\overset{\overline{}}{p}}_{t}$$ |
$$\overset{\overline{}}{p}$$ |
---|---|---|---|---|---|---|
mm |
mm |
- | - | |||
1. | 0 | 102 | 22,1 | 95 | 1,00 | 1,00 |
2. | 3 | 101 | 94 | 0,99 | 0,99 | |
3. | 6 | 100 | 93 | 0,96 | 0,98 | |
4. | 9 | 98 | 91 | 0,90 | 0,96 | |
5. | 12 | 94 | 87 | 0,83 | 0,92 | |
6. | 15 | 89 | 82 | 0,73 | 0,86 | |
7. | 18 | 83 | 22.5 | 76 | 0,62 | 0,80 |
8. | 21 | 75 | 68 | 0,49 | 0,72 | |
9. | 24 | 66 | 59 | 0,34 | 0,62 | |
10. | 27 | 58 | 51 | 0,18 | 0,54 | |
11. | 30 | 48 | 41 | 0,00 | 0,43 | |
12. | 33 | 37 | 30 | -0,19 | 0,32 | |
13. | 36 | 26 | 23,0 | 19 | -0,38 | 0,20 |
14. | 39 | 15 | 8 | -0,58 | 0,08 | |
15. | 42 | 7 | 0 | -0,79 | 0,00 | |
16. | 45 | -21 | -14 | -1,00 | -0,15 | |
17. | 48 | -30 | -23 | -1,21 | -0,24 | |
18. | 51 | -39 | -32 | -1,42 | -0,34 | |
19. | 54 | -49 | -42 | -1,62 | -0,44 | |
20. | 57 | -54 | -47 | -1,81 | -0,49 | |
21. | 60 | -60 | -53 | -2,00 | -0,56 | |
22. | 63 | -63 | -56 | -2,18 | -0,59 | |
23. | 66 | -63 | 23,2 | -56 | -2,34 | -0,59 |
24. | 69 | -60 | -53 | -2,49 | -0,56 | |
25. | 72 | -54 | -47 | -2,62 | -0,49 | |
26. | 75 | -50 | 23,6 | -43 | -2,73 | -0,45 |
27. | 78 | -48 | -41 | -2,83 | -0,43 | |
28. | 81 | -47 | -40 | -2,90 | -0,42 | |
29. | 84 | -46 | -39 | -2,96 | -0,41 | |
30. | 87 | -47 | -40 | -2,99 | -0,42 | |
31. | 90 | -46 | -39 | -3,00 | -0,41 | |
32. | 93 | -46 | -39 | -2,99 | -0,41 | |
33. | 96 | -46 | -39 | -2,96 | -0,41 | |
34. | 99 | -47 | -40 | -2,90 | -0,42 | |
35. | 102 | -45 | -38 | -2,83 | -0,40 | |
36. | 105 | -46 | -39 | -2,73 | -0,41 | |
37. | 108 | -46 | 23,9 | -39 | -2,62 | -0,41 |
38. | 111 | -46 | -39 | -2,49 | -0,41 | |
39. | 114 | -46 | -39 | -2,34 | -0,41 | |
40. | 117 | -46 | -39 | -2,18 | -0,41 | |
41. | 120 | -46 | -39 | -2,00 | -0,41 | |
42. | 123 | -47 | -40 | -1,81 | -0,42 | |
43. | 126 | -46 | -39 | -1,62 | -0,41 | |
44. | 129 | -47 | -40 | -1,42 | -0,42 | |
45. | 132 | -47 | -40 | -1,21 | -0,42 | |
46. | 135 | -47 | -40 | -1,00 | -0,42 | |
47. | 138 | -47 | -40 | -0,79 | -0,42 | |
48. | 141 | -47 | -40 | -0,58 | -0,42 | |
49. | 144 | -47 | -40 | -0,38 | -0,42 | |
50. | 147 | -47 | 24,2 | -40 | -0,19 | -0,42 |
51. | 150 | -48 | -41 | 0,00 | -0,43 | |
52. | 153 | -46 | -39 | 0,18 | -0,41 | |
53. | 156 | -46 | -39 | 0,34 | -0,41 | |
54. | 159 | -46 | -39 | 0,49 | -0,41 | |
55. | 162 | -47 | -40 | 0,62 | -0,42 | |
56. | 165 | -46 | -39 | 0,73 | -0,41 | |
57. | 168 | -46 | -39 | 0,83 | -0,41 | |
58. | 171 | -47 | -40 | 0,90 | -0,42 | |
59. | 174 | -46 | -39 | 0,96 | -0,41 | |
60. | 177 | -46 | -39 | 0,99 | -0,41 | |
61. | 180 | -46 | 24,4 | -39 | 1,00 | -0,41 |
Wartość średnia | - | - | 23,4 | - | - | - |
Gdzie:
l = l ± l0 – zależnie czy podciśnienie czy nadciśnienie
Obliczenia przykłady, stałe
k = 1/2 – przełożenie manometru
$g = 9,811\frac{m}{s^{2\ }}\ $
$\rho_{m} = 846\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ – gęstość cieczy w manometrze
l0 = 95mm
Stosunek różnicy ciśnień do ciśnienia dynamicznego strumienia niezakłóconego (teoretycznego)
$$\overset{\overline{}}{p_{t}} = 1 - 4\operatorname{}\alpha$$
Równanie 3.1
Przykład dla tabela 2.1 podpunkt 5:
$\overset{\overline{}}{p} = 1 - 4\operatorname{}{12} = 0,83$
Równanie dla strumienia powietrza znajdującego się na powierzchni walca
$$\overset{\overline{}}{p} = \frac{p - p_{\infty}}{\rho \bullet \frac{v_{\infty}^{2}}{2}} = \frac{l}{l_{0}}$$
Równanie 3.2
Gdzie:
p − p∞ = ρm • k • l
$\rho \bullet \frac{v_{\infty}^{2}}{2} = \rho_{m} \bullet g \bullet k \bullet l_{0}$
Przykład dla tabela 2.1 podpunkt 5:
$\overset{\overline{}}{p} = \frac{87}{95} = 0,92$
Wykres
Wykres 4.1 Charakterystyka zwężki i strat, w zależności od strumienia objętości cieczy
Wnioski
Z wykresu 4.1 wynika że od kąta 0° do kąta 90° stosunki ciśnień powinny maleć aż do -3. Następnie od 90° do 180° znów rosnąć aż do 1. Od 180° do 360° jest odbiciem tego co się dzieje od 0° do 180° dlatego nie było to mierzone. Pomiary początkowo są zbliżone do wykresu teoretycznego, jednak przy około 60-70° przestaje maleć i zatrzymuje się przy około -0,4 aż do 180°. Wykres teoretyczy zależy wyłącznie od kąta, kiedy nasze pomiary uwzględniają również ciśnienia, czy prędkości strumienia niezakłóconego, co jak widać na wykresie znacząco zmienia pomiary.