Cel Cwiczenia:
Celem ćwiczenia było wyznaczenie górnej i dolnej granicy liczby Reynoldsa.
Schemat stanowiska:
Wzory wyjściowe i wynikowe:
Kinematyczny współczynnik lepkości :
Liczba Reynoldsa :
Krytyczna (przejście z turbulentnego przepływu w laminarny i odwrotnie) wartość prędkości:
Indywidualne przykłady obliczeń:
$$\nu = \frac{1}{556406,7 + 19689,27*17,9 + 124,6096*{17,9}^{2} - 0,3783792*{17,9}^{3}} = 1,22*10^{- 6}\text{\ \ }\frac{m^{2}}{s}$$
$$Re = \frac{4q_{v}}{\pi*d*\nu} = \frac{4*100*\frac{0,001}{3600}}{\pi*9,7*10^{- 3}*1,22*10^{- 6}} = 4040$$
$$V_{\text{kr}} = \frac{4*q_{v}}{\pi*d^{2}} = \frac{4*125*\frac{0,001}{3600}}{\pi*{(9,7*10^{- 3})}^{2}} = 0,47\ \ \frac{m}{s}$$
Tabele pomiarowe i wynikowe:
d | t | φ0 |
p0 | |
---|---|---|---|---|
mm | m/s | 0C | % | hPa |
9,7 | 17,9 | 51 | 998 |
5.1 Dla zmiany przepływu z turbulentnego w laminarny:
dm3/h | m3/s | m/s | - |
125 | 0,000035 | 0,47 | 4040 |
110 | 0,000031 | 0,41 | 3550 |
100 | 0,000028 | 0,37 | 3230 |
95 | 0,000026 | 0,35 | 3070 |
110 | 0,000031 | 0,41 | 3550 |
Śr = 3488 |
Dla zmiany przepływu z laminarnego w turbulentny:
dm3/h | m3/s | m/s | - |
95 | 0,000026 | 0,35 | 3069 |
100 | 0,000028 | 0,37 | 3230 |
95 | 0,000026 | 0,35 | 3069 |
90 | 0,000025 | 0,33 | 2907 |
100 | 0,000028 | 0,37 | 3230 |
Śr = 3101 |
Podsumowanie:
Doświadczenie to polegało na wyznaczeniu krytycznej liczby Reynoldsa dla przepływu turbulentnego oraz laminarnego.
Przyjmuje się, że dolna liczba Reynoldsa wynosi <2300, a górna znajduje sie w granicach od 2300 do 10000. Jednak te granice są umowne, zależne od warunków badania.
W naszym doświadczeniu dolna granica liczby Reynoldsa (ta, gdzie następuje zmiana przepływu z laminarnego w turbulentny) wyniosła 3101, natomiast górna granica (ta, gdzie przepływ zmienia się z turbulentnego w laminarny) wyniosła 3488. W warunkach laboratoryjnych jest ciężko przeprowadzać takie doświadczenia z dużą dokładnością. Na błąd w pomiarze przepływu laminarnego ma wpływ wiele rzeczy, np. igiełka, które wpuszcza barwnik jest odchylona od środka rurki, lub jeśli osoby wykonujące doświadczenie przez przypadek dotknęli układ pomiarowy. Na błąd w pomiarach mógł wpłynąć również niebieski kolor barwnika, ponieważ często ‘zlewał’ nam się z kolorem wody, więc ciężko było określić, jaki przepływ był widoczny w rurze.