Wydział GiG

Rok II IŚ gr. 3/1

Ćwiczenie nr 4

Rok akademicki

Data

wykonania

ćwiczenia

Ocena

Imię i nazwisko

Alina Walerak

Anna Pęczek

Damian Rachtan

Badanie przepływu powietrza przez ośrodek porowaty

2008/2009

04.05.09

  1. Cel ćwiczenia

W ćwiczeniu należało zmierzyć współczynnik przepuszczalności ośrodka porowatego przy przepływie powietrza. Badaniu podległy dwa elementy porowate o kształcie pustego
w środku walca - porowate były boczne ściany walca. Wszystkie elementy posiadały jednakowe średnice (zew. i wew.) ale różne długości.

  1. Wykonanie ćwiczenia

Dokonano 10 pomiarów czasu potrzebnego na przepływ 0,5m3 przez pusty porowaty walec
o długości 160mm , pomiary powtórzono dla drugiego walca o długości 240mm .

  1. Podstawowe wzory i dane wykorzystane w sprawozdaniu

0x01 graphic

gdzie:

Q - strumień objętości [m3/s]

V - objętość przepuszczonego powietrza [m3]

t - czas przepływu 0,5 m3 gazu [s]

0x01 graphic

gdzie:

၄h - różnica słupa cieczy [m]

ၲ - gęstość cieczy manometrycznej = 1000 [kg/m3]

g - przyspieszenie ziemskie = 9,81 [m/s2]

0x01 graphic

gdzie:

k - współczynnik przepuszczalności ośrodka porowatego [m2]

ၭ - współczynnik lepkości powietrza = 1,7თ10-5 [kg/mთs]

Q - strumień objętości [m3/s]

rz - promień zewnętrzny = 0,025 [m]

rw - promień wewnętrzny rurki = 0,015 [m]

L - badany odcinek rurki porowatej równy odpowiednio l1 = 0,16 [m], l2 = 0,24 [m],

၄p - podciśnienie w rurce porowatej [Pa]

  1. Opracowanie wyników

Dane pomiarowe:

Dane:

l1

l2

długość rurki [m]

0,16

0,24

promień wewnętrzny [m]

0,019

promień zewnętrzny [m]

0,025

dynamiczny współczynnik
lepkości powietrza [kg/mთs]

0,000017

Pomiar 1

Lp

wskazanie manometru

Δ p

gęstość cieczy manometrycznej [kg/m3]

przyśpieszenie ziemskie [m/s2]

cisnienie [Pa]

1

70

0,07

1000

9,81

686,7

2

87

0,087

1000

9,81

853,47

3

138

0,138

1000

9,81

1353,78

4

159

0,159

1000

9,81

1559,79

5

190

0,19

1000

9,81

1863,9

 

czas przepływu

Wartości przeliczone pomiar 1

Lp

minuty

sek

czas [s]

V [m3]

Q [m3/s]

k [m2]

1

5

12

312

0,5

0,001602564

0,000000000020

2

4

4

244

0,5

0,00204918

0,000000000021

3

3

25

205

0,5

0,002439024

0,000000000016

4

2

58

178

0,5

0,002808989

0,000000000016

5

2

6

126

0,5

0,003968254

0,000000000019

Pomiar 2

Lp

wskazanie manometru

Δ p

gęstość cieczy manometrycznej [kg/m3]

przyśpieszenie ziemskie [m/s2]

cisnienie [Pa]

1

59

0,059

1000

9,81

578,79

2

79

0,079

1000

9,81

774,99

3

101

0,101

1000

9,81

990,81

4

123

0,123

1000

9,81

1206,63

5

147

0,147

1000

9,81

1442,07

 

czas przepływu

Wartości przeliczone pomiar 2

Lp

minuty

sek

czas [s]

V [m3]

Q [m3/s]

k [m2]

1

3

29

209

0,5

0,002392344

0,00000000001919

2

2

52

172

0,5

0,002906977

0,00000000001742

3

2

27

147

0,5

0,003401361

0,00000000001594

4

2

4

124

0,5

0,004032258

0,00000000001552

5

1

51

111

0,5

0,004504505

0,00000000001450

  1. Wykresy

Pomiar 1

0x01 graphic

Pomiar 2

0x01 graphic

  1. Wnioski

Współczynnik k nazywany jest przepuszczalnością porowatego ośrodka. Wielkość ta

dla umiarkowanej prędkości przepływu płynów nie zależy od własności płynu i jest parametrem charakteryzującym wyłącznie strukturę porów porowatego materiału. Przepuszczalność materiału porowatego charakteryzuje jego zdolność do przepuszczania płynu pod działaniem różnicy ciśnień (gradientu ciśnienia, gradientu hydraulicznego). Określa ją współczynnik przewodności hydraulicznej K lub współczynnik przepuszczalności k. Wartość współczynnika K jest zdeterminowana przez strukturę porowatego materiału i własności płynu, natomiast parametr k jedynie przez strukturę. Przepuszczalność materiału porowatego może być mierzona przy pomocy cieczy lub gazu, przy czym zastosowanie cieczy jest korzystniejsze ze względu na konieczność pomiary mniejszej liczby parametrów.

  1. Literatura.

4