Schemat stanowiska pomiarowego:
Wzory wejściowe i wynikowe:
Równanie różniczkowe powierzchni izobaryczne:
Xdx + Ydy + Zdz = 0
Równanie paraboloidy obrotowej otrzymane po przekształceniach:
$$z = h + \frac{\omega^{2}}{2g}\left( r^{2} - \frac{R^{2}}{2} \right)$$
Wzór dla naszych pomiarów (h=0mm):
$$z = \frac{\omega^{2}}{2g}\left( x^{2} - \frac{R^{2}}{2} \right)$$
Prędkość kątowa:
$$\omega = \frac{2\pi n}{60}$$
Dane dodatkowe:
R = 45mm- promień naczynia
h = 0 mm - poziom odniesienia
$g = 9810\frac{\text{mm}}{s^{2}}$ - stała grawitacji
Przykładowe obliczenia:
$$\omega = \frac{2\pi n}{60} = \frac{2*\pi*150}{60} \approx 16\frac{\text{rad}}{s}$$
$$z_{t} = \frac{\omega^{2}}{2g}\left( x^{2} - \frac{R^{2}}{2} \right) = \frac{24^{2}}{2*9810}\left( {5,03}^{2} - \frac{45^{2}}{2} \right) \approx \ - 27,91\ mm$$
Tabele pomiarowe i wynikowe:
1 seria pomiarowa dla $n = 185\frac{\text{obr}}{\min}$
n |
ω |
x |
z |
zt |
---|---|---|---|---|
$$\frac{\text{obr}}{\min}$$ |
$$\frac{\text{rad}}{s}$$ |
mm |
mm |
mm |
185 | 19 | 0,00 | -19,01 | -19,35 |
5,02 | -18,94 | -18,87 | ||
9,98 | -18,12 | -17,45 | ||
15,05 | -15,78 | -15,02 | ||
20,02 | -12,48 | -11,69 | ||
25,05 | -8,10 | -7,36 | ||
30,00 | -2,99 | -2,15 | ||
35,02 | 3,15 | 4,09 | ||
40,00 | 9,54 | 11,23 | ||
44,08 | 16,72 | 17,78 |
2 seria pomiarowa dla $n = 225\frac{\text{obr}}{\min}$
n |
ω |
x |
z |
zt |
---|---|---|---|---|
$$\frac{\text{obr}}{\min}$$ |
$$\frac{\text{rad}}{s}$$ |
mm |
mm |
mm |
225 | 24 | 0,00 | -29,09 | -28,62 |
5,03 | -28,44 | -27,91 | ||
10,02 | -26,70 | -25,78 | ||
14,99 | -22,98 | -22,27 | ||
20,00 | -18,13 | -17,31 | ||
25,05 | -11,65 | -10,88 | ||
30,05 | -5,15 | -3,10 | ||
35,00 | 3,20 | 6,01 | ||
40,00 | 16,02 | 16,61 | ||
44,00 | 25,38 | 26,10 |
3 seria pomiarowa dla $n = 260\frac{\text{obr}}{\min}$
n |
ω |
x |
z |
zt |
---|---|---|---|---|
$$\frac{\text{obr}}{\min}$$ |
$$\frac{\text{rad}}{s}$$ |
mm |
mm |
mm |
260 | 27 | 0,00 | -37,99 | -38,22 |
5,00 | -37,55 | -37,27 | ||
10,04 | -35,49 | -34,41 | ||
15,00 | -31,35 | -29,72 | ||
20,00 | -24,63 | -23,12 | ||
25,03 | -15,95 | -14,57 | ||
30,03 | -6,21 | -4,18 | ||
35,04 | 5,80 | 8,13 | ||
40,01 | 18,90 | 22,21 | ||
44,02 | 33,14 | 34,92 |
Wnioski