Mechanika Płynów- laboratorium
WMiBM
IB
L 04

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest obserwacja zjawisk charakterystycznych dla przejścia przepływu laminarnego w turbulentny i turbulentnego w laminarny oraz wyznaczenie krytycznej liczby Reynoldsa.

1. Schemat stanowiska

1. Zbiornik z cieczą zabarwioną

2. termometr rtęciowy

3. zbiornik zasilający przelewem

4. rurka z cieczą zabarwioną

5. rura szklana o średnicy wewnętrznej 0.02mm

6. elektryczny sekundomierz

7. Lejek odpływowy

8. kran do regulacji natężenia przepływu

9. waga uchylna do pomiaru masowego natężenia przepływu cieczy

10. naczynie do pomiaru objętości cieczy

11. pompa z napędem elektrycznym

12. zasobnik wodny

13. zawór spustowy

14. zawór doprowadzający wodę

15. Zawór przelewowy

16. zbiornik do regulacji przepływu

1. Tabele pomiarowe.

Tabela nr1 dla krytycznej liczby Reynoldsa

Lp	m[kg]	t[s]	T[^oC]	T[K]	Q[kg/s]	µ[Ns/m^2]*10^4	Re	|Qm|%
1	0,815	16,15	19,70	292,85	0,05	9,06	4391,69	0,000356	Dolna
2	0,810	17,41	19,30	292,45	0,05	9,22	4315,48	0,000327
3	0,815	14,34	19,40	292,55	0,06	9,18	5201,14	0,000408
śr	4636,10	0,000364
4	0,830	8,76	18,90	292,05	0,09	9,38	7635,36	0,000733	Górna
5	0,815	8,80	18,70	291,85	0,09	9,46	7570,80	0,000726
6	0,800	8,33	18,50	291,65	0,10	9,54	8341,45	0,000773
śr	7849,20	0,000744

1. Wzory do obliczeń.

$Q = \frac{m}{t}$,

Q_m- masowe natężenie przepływu cieczy

m – masa

t – czas

$\text{Re} = \frac{4Q}{\text{πDμ}}$,

Q_m- masowe natężenie przepływu cieczy

μ - dynamiczny współczynnik lepkości,

D – średnica wewnętrzna szklanej rury,

m – masa wody

μ = −0, 4 T + 126, 2,

1. Wnioski

Wartości liczy Reynoldsa jest uzależniona do Temperatury w jakiej wyznaczano ją oraz od rodzaju cieczy. Zaobserwować można , że wraz ze wzrostem natężenia przepływu Qm przepływ staje się turbulentny , a przy jego zmniejszaniu laminarny. Przejście z ruchu laminarnego w turbulentny odbyło się przy Re »7849,20 , natomiast przejście z ruchu turbulentnego w laminarny przy Re » 4636,10. Wyniki te porównując z wartościami przedstawianymi w literaturze można zauważyć dość duży błąd (2300 z 4636,10 i 4000 z 7849,20). Wielkości błędów jest uzależniona od dokładności sprzętu pomiarowego oraz od czynnika ludzkiego . Ich skumulowanie prowadzi do dużego błędu w wynikach. Duże znaczenie ma znaczną dowolnością w interpretacji obserwowanych zjawisk oraz czas reakcji badającego podczas pomiaru czasu napełnienia naczynia wodą ( w każdym pomiarze masa wody przekracza przewidywalną 0,800kg). Błędy także spowodowane są niedokładnością przyrządów mierniczych ( czas mierzony przy pobieraniu wody do cylindra, bezpośredni odczyt wagi wody w cylindrze). Także niewielka ilość pomiarów wpływa na spore niedokładności – potwierdza to średnia, która bierzemy pod uwagę. Wykonując pomiary powinniśmy uwzględnić iż wraz ze wzrostem temperatury maleje lepkość dynamiczna płynu.