3. Schemat stanowiska.
4. Wzory wyjściowe i wynikowe.
Gęstość powietrza:
$$\rho = \frac{1}{R_{s}}\frac{\frac{0,622\ \varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}{\frac{\varphi p_{s}}{p - \varphi p_{s}}}\frac{p}{T}$$
Gdzie: Rs=287,1 $\frac{J}{\text{kgK}}$ – stała gazowa powietrza suchego; φ− wilgotność powietrza; ps – ciśnienie otoczenia; temperatura otoczenia ([T]=K)
Dynamiczny współczynnik lepkości:
$$\mu = \mu_{0} \bullet \frac{273 + C}{T + C} \bullet \left( \frac{T}{273} \right)^{\frac{3}{2}}$$
Gdzie: μ0 – dynamiczny współczynnik lepkości w temperaturze 273K; C – stała Sutherlanda, dla powietrza C=112 ; T- temperatura otoczenia
Ciśnienie nasycenia pary wodnej:
$$p_{s} = 9,8065 \bullet 10^{5} \bullet \frac{e^{0,01028T - \frac{7821,541}{T} + 82,86568}}{T^{11,48776}}$$
Prędkość miejscowa:
$$v = \sqrt{\frac{2p}{\rho}}$$
Liczba Reynoldsa:
$$\text{Re} = \frac{v_{sr} \bullet D}{v} = \frac{v_{sr} \bullet D}{\frac{\mu}{\rho}}$$
Prędkość średnia:
$$v_{sr} = \frac{v_{1} \bullet v_{2} \bullet v_{3} \bullet v_{4}}{4}$$
Porównawczy profil prędkości:
$$v = v_{\max} \bullet {(1 - \frac{r}{R})}^{\frac{1}{n}}$$
Teoretyczny stosunek prędkości:
5. Przykłady obliczeń dla 4. podpunktu:
$$p_{s} = 9,8065 \bullet 10^{5} \bullet \frac{e^{0,01028 \bullet 293,3 - \frac{7821,541}{293,3} + 82,86568}}{{293,3}^{11,48776}} = 2295\text{\ P}a$$
$$\rho = \frac{1}{287,1} \bullet \frac{1 + \frac{0,622 \bullet 0,57 \bullet 2295}{99700 - 0,57 \bullet 2295}}{1 + \frac{0,57 \bullet 2295}{99700 - 0,57 \bullet 2295}} \bullet \frac{99700}{293,3} = 1,1832\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$
$$v = \sqrt{\frac{2 \bullet 306}{1,1832}} = 19,56\frac{m}{s}$$
$\mu = 17,08 10^{- 6} \bullet \frac{273 + 112}{293,3 + 112} \bullet \left( \frac{293,3}{273} \right)^{\frac{3}{2}}$=18,01•10−6 Pa s
$v_{t} = 24,47 \bullet \left( 1 - 0,57 \right)^{\frac{1}{8}} = 22,02\ $m/s
$$v_{sr} = \frac{23,38 + 23,03 + 21,92 + 17,27}{4} = 21,41\frac{m}{s}$$
$\text{Re} = \frac{v_{sr} \bullet D}{\frac{\mu}{\rho}} = \frac{21,81 \bullet 0,08}{\frac{18,01 \bullet 10^{- 6}}{1,1832}}$=114323,3
6. Tablica wyników:
Lp. | L | r | Δh | Δp | r/R | v | vt | v/vmax | vt/vmax |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
- | mm | mm | mm | Pa | - | m/s | m/s | - | - |
1 | 66 | 40 | 14,0 | 186 | 1,00 | 15,26 | 0 | 0,623 | 0 |
2 | 65 | 39 | 18,0 | 240 | 0,97 | 17,30 | 15,79 | 0,707 | 0,645 |
3 | 64 | 38 | 22,0 | 293 | 0,95 | 19,13 | 16,83 | 0,782 | 0,688 |
4 | 63 | 37 | 23,0 | 306 | 0,92 | 19,56 | 17,85 | 0,800 | 0,729 |
5 | 61,5 | 35,5 | 26,0 | 346 | 0,86 | 20,80 | 19,14 | 0,850 | 0,782 |
6 | 60 | 34 | 28,0 | 373 | 0,85 | 21,58 | 19,30 | 0,882 | 0,789 |
7 | 58,5 | 32,5 | 30,0 | 400 | 0,81 | 22,34 | 19,88 | 0,913 | 0,812 |
8 | 57 | 31 | 31,0 | 413 | 0,77 | 22,71 | 20,36 | 0,928 | 0,832 |
9 | 55 | 29 | 33,0 | 440 | 0,72 | 23,43 | 20,87 | 0,957 | 0,853 |
10 | 53 | 27 | 34,0 | 453 | 0,67 | 23,78 | 21,30 | 0,972 | 0,870 |
11 | 51 | 25 | 35,0 | 466 | 0,62 | 24,13 | 21,68 | 0,986 | 0,886 |
12 | 49 | 23 | 36,0 | 480 | 0,57 | 24,47 | 22,02 | 1,000 | 0,900 |
13 | 47 | 21 | 35,0 | 466 | 0,52 | 24,13 | 22,32 | 0,986 | 0,912 |
14 | 45 | 19 | 36,0 | 480 | 0,47 | 24,47 | 22,60 | 1,000 | 0,924 |
15 | 43 | 17 | 36,0 | 480 | 0,42 | 24,47 | 22,85 | 1,000 | 0,934 |
16 | 41 | 15 | 36,0 | 480 | 0,37 | 24,47 | 23,09 | 1,000 | 0,944 |
17 | 38 | 12 | 36,0 | 480 | 0,30 | 24,47 | 23,40 | 1,000 | 0,956 |
18 | 35 | 9 | 36,0 | 480 | 0,22 | 24,47 | 23,72 | 1,000 | 0,970 |
19 | 32 | 6 | 36,0 | 480 | 0,15 | 24,47 | 23,98 | 0,978 | 0,980 |
20 | 29 | 3 | 36,0 | 480 | 0,07 | 24,47 | 24,25 | 0,978 | 0,991 |
21 | 27 | 0 | 36,0 | 480 | 0 | 24,47 | 24,47 | 0,978 | 1,000 |