1. Schemat stanowiska
2. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zbadanie rozkładu ciśnienia wzdłuż zwężki Venturiego.
3. Wzory wyjściowe i wynikowe
3.1. Wzory wyjściowe
Równanie Bernoulliego dla przekroju przed kryzą i w odległości x od początku kryzy
Strumień objętości płynu:
Równanie ciągłości przepływu:
Współczynnik kontrakcji:
Zależność średnicy od odciętej x (- średnica z zakresu od początku do końca długości konfuzor
3.2. Wzory wynikowe
Wysokość ciśnienia ht w przekrojach konfuzora:
Wysokość ciśnienia hx w przekroju przewężenia o średnicy d:
Wysokość ciśnienia hx w przekrojach dyfuzora:
gdzie:
- teoretyczna wysokość ciśnienia,
- wysokość ciśnienia odczytana z urządzenia pomiarowego,
- stosunek odległości przekroju pomiarowego od początku konfuzora do całej jego długości,
- stosunek odległości przekroju pomiarowego od początku dyfuzora do całej jego długości,
- średnica przewężenia,
- średnica rury,
- przyspieszenie ziemskie,
- strumień objętości wody,
4. Indywidualny przykład obliczeń
Dla:
Obliczanie współczynnika
Obliczanie teoretycznej wartości wysokości ciśnienia dla w konfuzorze
5. Tabela pomiarów i wyników
numer przekroju | h | Podział konfuzora i dyfuzora | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
mm | l/min | mm | ||||
0 | 730 | 24 | 0,0 | 730 | ||
1 | 725 | 0,2 | 697 | |||
2 | 685 | 0,4 | 647 | |||
3 | 500 | 0,6 | 565 | |||
4 | 95 | 0,8 | 426 | |||
5 | 190 | 1,0 | 175 | |||
6 | 369 | 1,0 | 175 | |||
7 | 470 | 0,9 | 320 | |||
8 | 529 | 0,8 | 426 | |||
9 | 565 | 0,7 | 505 | |||
10 | 592 | 0,6 | 565 | |||
11 | 613 | 0,5 | 611 | |||
12 | 622 | 0,4 | 647 | |||
0,3 | 675 | |||||
0,2 | 697 | |||||
0,1 | 715 | |||||
0,0 | 730 |
6. Wykres
Wykres 1. Rozkład ciśnienia wzdłuż zwężki Venturiego
7.Podsumowanie
Wykresy zarówno teoretyczny jak i doświadczalny mają kształt paraboli, różnią się one jednak od siebie, gdyż na wykresie doświadczalnym uwzględnia się straty oraz siły bezwładności działające na strumień cieczy powodujące jej odrywanie się od ścianek.
Za zwężką (przekrój 12) panuje niższe ciśnienie w porównaniu do ciśnienia w przekroju 0, gdyż wpływają na to straty liniowe powstające wzdłuż zwężki Venturiego ( z kolei straty miejscowe są minimalne gdyż zmiana przekrojów na długości całej zwężki zmienia się łagodnie).
Zarówno dla konfuzora jak i dyfuzora można wykreślić oddzielną krzywą, teoretycznie w przewężeniu panuje stałe ciśnienie.