WEiP | Skład grupy: Piechowska Karolina Słomiany Magdalena Rogowska Karolina Tarnowska Justyna |
Rok: II Grupa: 3 |
Zespół: 2 | Ćwiczenie Nr 4. |
---|---|---|---|---|
Temat: Pomiar współczynnika przepływu ośrodka porowatego. |
![]() |
|||
Data wykonania: 09.10.2012r. |
Data oddania: 23.10.2012r. |
Zwrot do poprawy: |
Data oddania: | Ocena: |
Wstęp teoretyczny
Prędkość filtracji przy laminarnym ruchu gazu w ośrodku porowatym wyznaczamy z prawa Darcy’ego
V= - $\frac{k}{\mu}\text{grad}\ p$
Grad p- gradient ciśnienia
k- współczynnik przepuszczalności materiału porowatego ( zależy od właściwości materiału porowatego)
µ- dynamiczny współczynnik lepkości gazu
Bezwzględna wartość prędkości filtracji
V=$\frac{k}{\mu}\frac{\text{dp}}{\text{dr}}$
Strumień objętości powietrza
Q=∫Fv • n dF
v – wektor prędkości
n- wersor normalny do powierzchni F
Q= $\frac{k}{\mu}\frac{\text{dp}}{\text{dr}}$2•πrL
Rozwiązujemy równanie różniczkowe
$\frac{\text{dr}}{r}$=$\frac{2\text{πLk}}{\text{μQ}}$dp
Ostatecznie po przekształceniach otrzymujemy k:
k=$\frac{\text{μQln}\frac{\text{rz}}{\text{rw}}}{2\text{πL}(b - \text{pw})}$
b- ciśnienie barometryczne na zewnątrz rurki
b-pw=∆p
Do obliczeń wykorzystujemy następujące dane i wzory:
Dynamiczny współczynnik lepkości:
𝜇=υ*ρ
ρ=1,205 [kg/m3]
T = 20 [°C]
rz=25 [mm] = 0,025 [m]
rw=19 [mm] = 0,019 [m]
V=0,03 m
υ=1,6*10-5m2/s (wartość odczytana z tablic- kinematyczny współczynnik lepkości)
𝜇=1,928*10-5 kg/ms [Pas]
Wysokość ciśnienia:
1mm Hg 133,322 Pa
(b-pw)[mm] x
Schemat stanowiska
Tabela wyników
Lp. | Objętość powietrza | Czas przepływu objętości | Strumień objętości | Wskazania manometru | Różnica ciśnień | Współczynnik przepuszczalności | Błąd bezwzględny współczynnika przepuszczalności |
---|---|---|---|---|---|---|---|
- | V | t | Q=V/t | h | b-pw | k | Δk |
- | m3 | s | m3/s | mm | mm | Pa | m2 |
1. | V=0,03 rz=25mm rw=19mm l=0,08m |
8,40 | 0,0036 | 305 |
|
297 | 39596,634 |
2. | 8,52 | 0,0035 | 292 | 21 | 271 | 36130,262 | |
3. | 9,82 | 0,0031 | 274 | 39 | 235 | 31330,670 | |
4. | 9,89 | 0,0030 | 258 | 57 | 201 | 26797,722 | |
5. | 12,29 | 0,0024 | 246 |
|
175 | 23331,350 | |
6. | 14,05 | 0,0021 | 234 | 83 | 151 | 20131,622 | |
7. | 14,18 | 0,0021 | 225 | 93 | 132 | 17598,504 | |
8. | 17,20 | 0,0017 | 217 | 100 | 117 | 13332,200 | |
9. | 20,31 | 0,0015 | 208 | 112 | 96 | 12798,912 | |
10. | 25,31 | 0,0012 | 198 | 120 | 78 | 10399,116 | |
1. | V=0,03 rz=0,025m rw=0,019m l=0,16m |
4,85 | 0,0062 | 307 | 6 | 301 | 40129,922 |
2. | 5,22 | 0,0057 | 297 | 18 | 279 | 37196,838 | |
3. | 5,55 | 0,0054 | 284 | 31 | 253 | 33730,466 | |
4. | 6,16 | 0,0049 | 270 | 45 | 225 | 29997,450 | |
5. | 7,11 | 0,0042 | 259 | 58 | 231 | 30797,382 | |
6. | 7,84 | 0,0038 | 247 | 69 | 178 | 23731,316 | |
7. | 8,40 | 0,0036 | 236 | 80 | 156 | 20798,232 | |
8. | 10,54 | 0,0028 | 220 | 98 | 122 | 16265,284 | |
9. | 12,14 | 0,0025 | 216 | 111 | 105 | 13998,810 | |
10. | 14,06 | 0,0021 | 195 | 124 | 71 | 9465,862 | |
1. | V=0,03 rz=25mm rw=19mm l=0,24m |
3,32 | 0,0090 | 270 | 43 | 227 | 30264,094 |
2. | 4,23 | 0,0071 | 263 | 52 | 211 | 28130,942 | |
3. | 4,27 | 0,0070 | 253 | 64 | 189 | 25197,858 | |
4. | 4,59 | 0,0065 | 245 | 73 | 172 | 9732,506 | |
5. | 5,05 | 0,0059 | 235 | 82 | 153 | 20398,266 | |
6. | 5,38 | 0,0056 | 225 | 93 | 132 | 17598,504 | |
7. | 6,76 | 0,0044 | 214 | 103 | 111 | 14798,742 | |
8. | 7,42 | 0,0040 | 204 | 114 | 90 | 11998,98 | |
9. | 8,67 | 0,0034 | 195 | 124 | 71 | 9465,862 | |
10. | 11,41 | 0,0026 | 187 | 130 | 57 | 7599,354 |
Wykres 30 punktów k(Q)
Wnioski