Schemat stanowiska
Wzory wyjściowe i wynikowe
Strumień objętości
$$q_{v} = \frac{V}{\tau}$$
qv – strumień objętości
τ – czas
V – objętość
Współczynnik przepływu zwężki pomiarowej
$$C = \frac{4V}{\tau \bullet \pi \bullet d^{2}\sqrt{z}} \bullet \sqrt{\frac{1 - \left( \frac{d}{D} \right)^{4}}{2g}}$$
z – wysokość spadku ciśnienia
d – średnica zwężki
g – przyspieszenie ziemskie
Strumień objętości dla Csr
$$q_{\text{Vsr}} = \frac{C_{sr}}{\sqrt{1 - \beta^{4}}} \bullet \frac{\text{πd}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2g\Delta z}$$
Teoretyczny strumień objętości
$$q_{\text{Vt}} = \frac{1}{\sqrt{1 - \beta^{4}}} \bullet \frac{\text{πd}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2g\Delta z}$$
Tabele i obliczenia
Lp. | T | h1 | h2 | Δz | V | τ | qv | ν | Re | C - |
Csr |
qvśr | qvt |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
°C | mm | mm | m | dm3 | s | dm3/s | m2/s·106 | dm3/s | dm3/s | ||||
1. | 15,8 | 676 | 739 | 1,42 | 4,55 | 11,22 | 0,41 | 1,11 | 23172 | 0,949 | 0,968 | 0,40 | 0,43 |
2. | 15,8 | 600 | 667 | 1,27 | 4,55 | 12,12 | 0,38 | 1,11 | 21451 | 0,929 | 0,38 | 0,40 | |
3. | 15,8 | 543 | 614 | 1,16 | 4,55 | 12,44 | 0,37 | 1,11 | 20900 | 0,947 | 0,36 | 0,39 | |
4. | 15,8 | 467 | 539 | 1,01 | 4,55 | 13,55 | 0,34 | 1,11 | 19188 | 0,932 | 0,34 | 0,36 | |
5. | 15,8 | 415 | 496 | 0,91 | 4,55 | 14,38 | 0,32 | 1,11 | 18080 | 0,923 | 0,32 | 0,34 | |
6. | 15,8 | 352 | 437 | 0,79 | 4,55 | 15,09 | 0,30 | 1,11 | 17229 | 0,945 | 0,30 | 0,32 | |
7. | 15,8 | 259 | 347 | 0,61 | 4,55 | 17,1 | 0,27 | 1,11 | 15204 | 0,952 | 0,26 | 0,28 | |
8. | 15,8 | 173 | 268 | 0,44 | 4,55 | 21,27 | 0,21 | 1,11 | 12223 | 0,897 | 0,22 | 0,24 | |
9. | 15,8 | 108 | 203 | 0,31 | 4,55 | 23,82 | 0,19 | 1,11 | 10915 | 0,954 | 0,19 | 0,20 | |
10. | 15,8 | 60 | 147 | 0,21 | 4,55 | 29,66 | 0,15 | 1,11 | 8766 | 0,939 | 0,15 | 0,16 |
Obliczenia dla pomiaru drugiego:
$$q_{v} = \frac{V}{\tau} = \frac{4,55}{12,25} = 0,37\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
$$C = \frac{4V}{\tau \bullet \pi \bullet d^{2}\sqrt{z}} \bullet \sqrt{\frac{1 - \left( \frac{d}{D} \right)^{4}}{2g}} = \frac{4 \bullet 4,55 \bullet 10^{- 3}}{11,22 \bullet 3,14 \bullet {0,01}^{2} \bullet \sqrt{1,42}} \bullet \sqrt{\frac{1 - \left( \frac{0,01}{0,02} \right)^{4}}{2 \bullet 9,81}} = 0,949$$
$$q_{\text{Vsr}} = \frac{C_{sr}}{\sqrt{1 - \beta^{4}}} \bullet \frac{\text{πd}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2g\Delta z} = \frac{0,968}{\sqrt{1 - \left( \frac{0,01}{0,02} \right)^{4}}} \bullet \frac{3,14 \bullet {0,01}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2 \bullet 9,81 \bullet 1,42} = 0,0004\frac{m^{3}}{s} = 0,4\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
$$q_{\text{Vt}} = \frac{1}{\sqrt{1 - \beta^{4}}} \bullet \frac{\text{πd}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2g\Delta z} = \frac{1}{\sqrt{1 - \left( \frac{0,01}{0,02} \right)^{4}}} \bullet \frac{3,14 \bullet {0,01}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2 \bullet 9,81 \bullet 1,42} = 0,00043\frac{m^{3}}{s} = 0,43\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
Wnioski
Charakterystyka zwężki jest zależna głównie od spadku ciśnienia mierniczego. Czym większy strumień objętości cieczy tym większa jest różnica wysokości ciśnień pokazywanym przez manometr różnicowy. Stary miejscowe spowodowane przez zwężkę są zależne od strumienia objętości, czym większy tym większe straty, oraz od różnicy wysokości ciśnień mierzonych w punktach pomiarowych