Wzory wyjściowe i wynikowe
Strumień objętości
$$q_{v} = \frac{V}{\tau}$$
qv – strumień objętości
τ – czas
V – objętość
Współczynnik przepływu zwężki pomiarowej
$$C = \frac{4V}{\tau \bullet \pi \bullet d^{2}\sqrt{h}} \bullet \sqrt{\frac{1 - \left( \frac{d}{D} \right)^{4}}{2g}}$$
h – wysokość spadku ciśnienia
d – średnica zwężki
g – przyspieszenie ziemskie
Strumień objętości dla Csr
$$q_{\text{Vsr}} = \frac{C_{sr}}{\sqrt{1 - \beta^{4}}} \bullet \frac{\text{πd}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2g\Delta h}$$
Różnica ciśnień
p = p1 − p2 = ρwg((h1 − h4) + (h3−h2))
h = (h1−h4) + (h3−h2) * 10−3
3. Tabele i obliczenia
Lp |
V dm3 |
τ, s |
h1 − h4 mm |
h3 − h2 mm |
$$\text{qv\ }\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$ |
$\text{ρ\ }\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ | p Pa |
h m |
C |
$$\text{qv}_{sr}\ \frac{m^{3}}{s}$$ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1. | 4,55 | 11,85 | 641 | 650 | 0,38 | 1000 | 12665 | 1,29 | 0,941 | 0,0004 |
2. | 12,25 | 585 | 613 | 0,37 | 11752 | 1,20 | 0,945 | 0,0004 | ||
3. | 12,5 | 529 | 566 | 0,36 | 10742 | 1,10 | 0,969 | 0,0004 | ||
4. | 13,56 | 471 | 498 | 0,34 | 9506 | 0,97 | 0,949 | 0,0003 | ||
5. | 13,84 | 412 | 465 | 0,33 | 8603 | 0,88 | 0,978 | 0,0003 | ||
6. | 14,91 | 456 | 423 | 0,31 | 8623 | 0,88 | 0,906 | 0,0003 | ||
7. | 16,81 | 297 | 342 | 0,27 | 6269 | 0,64 | 0,943 | 0,0003 | ||
8. | 17,51 | 237 | 303 | 0,26 | 5297 | 0,54 | 0,985 | 0,0002 | ||
9. | 21,2 | 188 | 241 | 0,21 | 4208 | 0,43 | 0,912 | 0,0002 | ||
10. | 24,74 | 126 | 186 | 0,18 | 3061 | 0,31 | 0,917 | 0,0002 | ||
Csr= | 0,944 |
Obliczenia dla pomiaru drugiego:
$$q_{v} = \frac{V}{\tau} = \frac{4,55}{12,25} = 0,37\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
$$C = \frac{4V}{\tau \bullet \pi \bullet d^{2}\sqrt{h}} \bullet \sqrt{\frac{1 - \left( \frac{d}{D} \right)^{4}}{2g}} = \frac{4 \bullet 4,55 \bullet 10^{- 3}}{12,25 \bullet 3,14 \bullet {0,01}^{2} \bullet \sqrt{1,20}} \bullet \sqrt{\frac{1 - \left( \frac{0,01}{0,02} \right)^{4}}{2 \bullet 9,81}} = 0,94$$
$$q_{\text{Vsr}} = \frac{C_{sr}}{\sqrt{1 - \beta^{4}}} \bullet \frac{\text{πd}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2g\Delta h} = \frac{0,944}{\sqrt{1 - \left( \frac{0,01}{0,02} \right)^{4}}} \bullet \frac{3,14 \bullet {0,01}^{2}}{4} \bullet \sqrt{2 \bullet 9,81 \bullet 1,20} = 0,0004\frac{m^{3}}{s} = 0,4\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
$$\beta = \frac{d}{D} = (\frac{0,01}{0,02})^{2} = 0,25$$
p = p1 − p2 = ρwg((h1 − h4) + (h3−h2)) = 1000*9,81*(585+613) = 12665Pa
4.Wnioski
Wyznaczony na podstawie pomiarów współczynnik C wynosi 0,944. Wykonując ćwiczenie byliśmy w stanie zauważyć, że czym większy strumień objętości cieczy tym większa jest różnica wysokości ciśnień na manometrze różnicowym. Od wartości strumienia objętości zależne są również straty miejscowe, im większy strumień, tym większe straty.