rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka


POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

TEMAT: Wyznaczenie współczynnika przepływu zwężki pomiarowej.

NR. ĆW.

4.9.

Michał Hernik

MECHANICZNO-ENERGETYCZNY

rok II sekcja 3

DATA ĆWICZENIA:

OCENA:

UWAGI PROWADZĄCEGO :

  1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady mierniczej zwężki oraz wyznaczenie współczynnika przepływu zwężki pomiarowej w zależności od natężenia przepływu.

2. Wzory wykorzystywane w obliczeniach.

a) Wyznaczenie współczynnika przepływu:

Wzór na natężenie przepływu na zwężce:

stąd : 0x01 graphic

gdzie :

C - współczynnik przepływu zwężki,

Q - natężenie przepływu w zwężce [m3/s],

d - średnica otworu zwężki = 15 [mm] = 0,015 [m],

D - średnica przewodu = 39,8 [mm] = 0,0398 [m],

β - przewężenie d/D = 0,3769 ,

- współczynnik ekspansji cieczy ( dla wody =1),

- gęstość cieczy w przewodzie =998.946 [kg/m3],

ΔP - zmiana ciśnienia odczytana z manometru zwężki = ρHg ⋅ g ⋅ Δh

ρHg - gęstość rtęci (ciecz manometryczna) = 13550 [kg/m3],

Δh - różnica wysokości cieczy manometrycznej [m],

T - temperatura płynu = 20 °C

stąd :

b) Wyznaczenie liczby Reynoldsa :

liczba Reynoldsa :

ponieważ :

zatem :

gdzie :

Re - liczba Reynoldsa,

Q - natężenie przepływu [m3/s],

D - średnica przewodu = 39,8 [mm] = 0,0398 [m],

ϑ - współczynnik lepkości kinematycznej cieczy = 1⋅10-6 [m2/s]

stąd : Re = Q[m3/s] ⋅ 31990943,34

3. Schemat stanowiska.

Z - zbiornik

R - zawór regulacyjny

P - pompa

M - manometr zwężki

D - zwężka

Δh - różnica poziomów w manometrze

ΔV - przyrost objętości

s - stoper

0x01 graphic

4. Tabela pomiarów i wyników.

Lp.

h

[mm]

t

[s]

V

[dm3]

Q

[dm3/s]

P

[N]

Re

C

1.

62

30,1

50

0,0166

7633802,06

531049,7

0,73

2.

56

31,6

50

0,0158

6895047,03

505456,9

0,73

3.

52

32,6

50

0,0153

6402543,67

489461,4

0,73

4.

48

34,4

50

0,0145

5910040,31

463868,7

0,72

5.

43,5

35,6

50

0,0140

5355974,03

447873,2

0,73

6.

39,5

37,2

50

0,0134

4863470,67

428678,6

0,73

7.

33,5

41,0

50

0,0122

4124715,63

390289,5

0,73

8.

28

45,0

50

0,0111

3447523,51

355099,5

0,72

9.

23,5

48,2

50

0,0104

2893457,23

332705,8

0,74

10.

18,5

54,6

50

0,0092

2277828,04

294316,7

0,74

11.

14,0

62,2

50

0,0080

1723761,76

255927,5

0,74

12.

9

80,0

50

0,0063

1108132,56

201542,9

0,72

13.

4

120,1

50

0,0042

492503,36

134362

0,72

5. Obliczenia.

Q=V/t=50/31,6=1,58 [dm3/s]= 0,0158 [m3/s]

ΔP== (13550-998,946) ⋅9,81⋅62 = 7633802,06

= 0,73

Re = Q[m3/s] ⋅ 31990943,34 = 505456,9

6. Oszacowanie błędów.

Q = V/t

ΔV = ±1 [dm3] = ±0,001 [m3]

Δt = ±1 [s]

ΔQ = max{ |δQ/δV|⋅ΔV + |δQ/δt|⋅Δt } = ± 6⋅10-5 [m3/s]

ΔRe = |δRe/δQ|⋅ΔQ = ±1986

Δh = ± 1[mm] = ±0,001 [m]

ΔC = max{ |δC/δQ|⋅ΔQ + |δC/δh|⋅Δh } = ± 3⋅10-4

7. Wnioski.

Zwężki pomiarowe są urządzeniami służącymi do pomiaru natężenia przepływu płynu w przewodzie. Zasada ich działania opiera się na pomiarze spadku ciśnienia na wbudowanej przegrodzie z otworem mniejszym niż przekrój przewodu. Badaną zwężką była kryza pomiarowa, jest to zwężka powodująca największe straty energii płynu. Zwężki są urządzeniami łatwymi w montażu i obsłudze, co jest ich zaletą, jednakże ze względu na powstające straty w ciśnieniu ich miejsce często zajmują ekonomiczniejsze przepływomierze turbinowe .

Współczynnik przepływu zwężki w ogólnym przypadku zależy od takich czynników jak: nierównomierność rozkładu prędkości w przewodzie i przewężeniu strugi, stopnia zwężenia strugi, strat energii i usytuowania punktów odbioru. Czynniki - nierównomierność rozkładu prędkości, - stopień zwężenia strugi i -straty zależą od liczby Reynoldsa. Można więc wywnioskować o zależności współczynnika przepływu C od liczby Reynoldsa. Zatem na współczynnik przepływu mają wpływ takie parametry jak : ciśnienie na zwężce, prędkość przepływu w przewodzie, średnica przewodu oraz współczynnik kinematyczny lepkości. Jak wynika ze wzoru na natężenie przepływu w kryzie, na współczynnik przepływu mają także wpływ takie parametry cieczy jak współczynnik ekspansji i gęstość cieczy.

Jak widać z wykresu współczynnik przepływu dla przepływu turbulentnego jest zmienny i trudno go opisać funkcją aproksymacji nie popełniając dużych błędów. Można jednak stwierdzić, że w badanym przedziale współczynnik przepływu C jest proporcjonalny do liczby Reynoldsa.

1

4



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka
rozne9, Politechnika WGGiG, Fizyka

więcej podobnych podstron