Schemat stanowiska
Wzory
qv = (qv1 + qv2)•0, 9
psl = ρm • g • h1
$\mu = \mu_{0}\ \frac{273 + c}{T + c}{\ (\frac{T}{273})}^{\frac{3}{2}}$
$\lambda = \frac{{p}^{\text{sl}}}{\frac{1}{d}\left( 4\frac{q_{v}}{\pi d^{2}} \right)^{2}\frac{\rho_{\text{pow}}}{2}}$
$\mu = \mu_{0}\ \frac{273 + c}{T + c}{\ (\frac{T}{273})}^{\frac{3}{2}}$
$$\text{\ \ \ \ \ \ \ }\rho_{w,p} = \frac{1}{R}\frac{p}{T}\frac{1 + \frac{0,622\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}{1 + \frac{\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}$$
Warunki wzorcowania rotametru:
Tabela wynikowa
qv | Δp sl | λ | Re | Ret | λ t | Ret | λ t |
---|---|---|---|---|---|---|---|
m3/s | Pa | 3000 | 0,0428 | 500 | 0,1280 | ||
0,001652 | 3100 | 0,0255 | 19107 | 4000 | 0,0398 | 1000 | 0,0640 |
0,001555 | 2757 | 0,0256 | 17983 | 5000 | 0,0376 | 1500 | 0,0427 |
0,001458 | 2492 | 0,0264 | 16859 | 7000 | 0,0346 | 2000 | 0,0320 |
0,001337 | 2197 | 0,0277 | 15454 | 9000 | 0,0325 | 2300 | 0,0278 |
0,001215 | 1844 | 0,0281 | 14049 | 10000 | 0,0316 | ||
0,001094 | 1501 | 0,0282 | 12644 | 11000 | 0,0309 | ||
0,000972 | 1197 | 0,0285 | 11239 | 12000 | 0,0302 | ||
0,000826 | 834 | 0,0275 | 9554 | 13000 | 0,0296 | ||
0,000729 | 667 | 0,0282 | 8430 | 14000 | 0,0291 | ||
0,000608 | 510 | 0,0311 | 7025 | 15000 | 0,0286 | ||
0,000486 | 343 | 0,0327 | 5620 | 16000 | 0,0281 | ||
0,000304 | 128 | 0,0311 | 3512 | 17000 | 0,0277 | ||
0,000243 | 59 | 0,0224 | 2810 | 18000 | 0,0273 | ||
0,000194 | 39 | 0,0234 | 2248 | 19000 | 0,0269 | ||
0,000146 | 29 | 0,0311 | 1686 | 20000 | 0,0266 | ||
9,72E-05 | 20 | 0,0467 | 1124 |
Obliczenia
$q_{v} = \left( 2750 + 2750 \right)*0,9 = 4950\frac{\text{dm}^{3}}{h} = 0,001337\frac{m^{3}}{s}$
psl = ρm • g • h = 1000 • 9, 81 • (224•0,001) = 2197 Pa
$\mu = \mu_{0}\ \frac{273 + c}{T + c}{\ \left( \frac{T}{273} \right)}^{\frac{3}{2}} = 17,08*10^{- 6} \bullet \frac{273 + 122}{288 + 122} \bullet \left( \frac{290,85}{273} \right)^{\frac{3}{2}} = 1,7813\ *10^{- 5}\ Pa \bullet s$
$p_{s} = 9,8065*10^{5}\frac{e^{0,01028T - \frac{7821,541}{T} + 82,86568}}{T^{11,48776}} = 9,8065*10^{5}\frac{e^{0,01028 \bullet 288 - \frac{7821,541}{290,85} + 82,86568}}{{290,85}^{11,48776}} = 1981,73\text{\ Pa}$
$\rho_{p} = \frac{1}{R}\frac{p}{T}\frac{1 + \frac{0,622\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}{1 + \frac{\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}} = \frac{1}{287,1} \bullet \frac{100000}{290,85} \bullet \frac{1 + \frac{0,622 \bullet 0,35 \bullet 1981,73}{100000 - 0,35 \bullet 1981,73}}{1 + \frac{0,35 \bullet 1981,73}{100000 - 0,35 \bullet 1981,73}} = 1,191\frac{\text{kg}}{m^{3}}$
Dla T=288K i pw=101325Pa:
$\rho_{\text{wz}} = 1,205\frac{\text{kg}}{m^{3}}$
$Re = = 4\frac{\sqrt{1,205 \bullet 1,191} \bullet 0,001337}{3,14 \bullet 1,7813*10^{- 5} \bullet 0,00737} = 15454$$\lambda = \frac{{p}^{\text{sl}}}{\frac{1}{d}\left( 4\frac{q_{v}}{\pi d^{2}} \right)^{2}\frac{\rho_{\text{pow}}}{2}} = \frac{2197}{\frac{1}{0,00737}\left( 4\frac{0,001337}{3,14 \bullet {0,00737}^{2}} \right)^{2} \bullet \frac{1,191}{2}} = 0,0277\ $
Wnioski
Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynnika strat liniowych, oraz sporządzenie ich wykresów w funkcji liczby Reynoldsa. Wartości uzyskane doświadczalnie odbiegają od tych uzyskanych poprzez obliczenia teoretyczne. Jednak dla przepływu laminarnego rozbieżności są mniejsze niż dla przepływu turbulentnego.