1. Schemat stanowiska

Rys. 1.1 Schemat stanowiska pomiarowego

Manometrami różnicowymi mierzyliśmy różnice ciśnień pomiędzy punktami pomiarowymi 1-2, 3-4 oraz 3-6.

W zbiorniku mierzyliśmy strumień objętości

1. Tabele pomiarowo-wynikowe

Tabela 2.1 Pomiary różnic ciśnień i obliczenia wysokości strat miejscowych

LP.	z1, 2	z3, 4	z3, 6	T	V	τ	ρ	qv	β	C	ξ	h^sm
	cm	cm	cm		cm^3	s	$$\frac{\text{kg}}{m^{3}}$$	$$\frac{cm^{3}}{s}$$	-	-	-	cm
1.	103,0	66,1	69,1	16,2	5000	15,83	999,0	316	0,5	0,87	12,3	63,1
2.	91,5	58,3	60,5	16,2		15,92	999,0	314		0,91	11,0	56,1
3.	83,5	54,2	56,5	16,4		16,02	999,0	312		0,95	10,3	51,9
4.	77,1	50,5	52,5	16,4		16,34	999,0	306		0,97	10,0	48,5
5.	67,5	44,0	46,3	16,6		16,78	998,9	298		1,01	9,1	41,7
6.	59,5	39,1	41,2	16,6		18,50	998,9	270		0,98	9,8	37,0
7.	52,1	34,2	35,9	16,6		19,63	998,9	255		0,98	9,7	32,5
8.	43,5	29,1	30,8	16,9		21,50	998,9	234		0,98	9,8	27,4
9.	35,5	23,4	24,5	16,9		24,23	998,9	206		0,96	10,1	22,3
10.	23,3	16,8	16,6	16,9		29,69	998,9	168		0,97	11,6	17,0
11.	18,5	12,4	13,1	17,4		34,51	998,8	145		0,94	10,8	11,7
12.	10,3	6,7	7,1	17,9		46,32	998,7	108		0,94	10,5	6,3
Wartości średnie:	0,95	10,43

Gdzie:

z_1, 2 −  różnica wysokości ciśnień przy punktach pomiarowych 1, 2

z_3, 4 −   różnica wysokości ciśnień przy punktach pomiarowych 3, 4

z_3, 4 −   różnica wysokości ciśnień przy punktach pomiarowych 3, 6∖nβ −  stosunek średnic

C −   współczynnik przepływu zwężki

ξ −  współczynnik oporu miejscowego

h^sm −   wysokość strat miejscowych na zwężce

1. Obliczenia przykłady, stałe

d = 1cm - średnica zwężki

D = 2cm - średnica rury

$g = 981,1\frac{\text{cm}}{s^{2}}$

1. Strumień objętości

$$q_{v} = \frac{V}{\tau}$$

Przykład dla tabela 2.1 podpunkt 5: Równanie 3.1

$q_{v} = \frac{5000}{16,78} = 298\frac{cm^{3}}{s}$

1. Stosunek średnic

$$\beta = \frac{d}{D}$$

Przykład: Równanie 3.2

$\beta = \frac{1}{2} = 0,5$

1. Współczynnik przepływu zwężki

1. Wzór wyjściowy na strumień objętości

$$q_{v} = \frac{C}{\sqrt{1 - \beta^{4}}}\frac{\pi d^{2}}{4}\sqrt{\frac{2p}{\rho}}$$

Równanie 3.3

Gdzie:

$p = \frac{z_{1,2}}{\text{ρg}}$

1. Po przekształceniach otrzymujemy wzór na C

$$C = \frac{4q_{v}}{\pi d^{2}}\sqrt{\frac{1 - \left( \frac{d}{D} \right)^{4}}{2g}} \bullet \frac{1}{z}\ $$

Równanie 3.4

Przykład dla tabela 2.1 podpunkt 5:
$C = \frac{4 \bullet 298}{\pi \bullet 1^{2}}\sqrt{\frac{1 - \left( \frac{1}{2} \right)^{4}}{2 \bullet 981,1}} \bullet \frac{1}{67,5} = 1,01$

1. Współczynnik oporu miejscowego

$$\xi = \frac{\pi^{2}D^{4}}{8q_{v}^{2}} \bullet g(2z_{3,4} - z_{3,6})$$

Równanie 3.5

Przykład dla tabela 2.1 podpunkt 5:

$\xi = \frac{\pi^{2} \bullet 2^{4}}{{8 \bullet 298}^{2}} \bullet 981,1 \bullet \left( 2 \bullet 44 - 46,3 \right) = 9,10$

1. Wysokość strat miejscowych na zwężce

$${h}^{\text{sm}} = \xi \bullet \left( \frac{4}{\pi D^{2}} \right)^{2}\frac{q_{v}^{2}}{2g}\ $$

Równanie 3.6

Przykład dla tabela 2.1 podpunkt 5:

${h}^{\text{sm}} = 9,10 \bullet \left( \frac{4}{\pi \bullet 2^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{298^{2}}{2 \bullet 981,1} = 41,7cm$

1. Wykres

Wykres 4.1 Charakterystyka zwężki i strat, w zależności od strumienia objętości cieczy

1. 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 3-6 i 3-4.