3. Wykonanie ćwiczenia

Pomiary wykonuje się zamykając stopniowo zawór do regulacji wydatku, tak aby od pełnego otwarcia tego zaworu do minimalnego wydatku

(około 5 % Q_nom ) uzyskać dziesięć punktów pomiarowych.

Uzyskane wyniki zestawiono w poniższej tabeli :

Lp.	k [%]	pp [MPa]	pl [MPa]	Hp [mm Hg]	Hl [mm Hg]
1	30,4	0,30	0,19	-315	595
2	27,8	0,32	0,22	-255	510
3	25,2	0,34	0,26	-200	420
4	24,2	0,36	0,28	-190	390
5	22,9	0,38	0,30	-170	350
6	21,0	0,40	0,32	-140	300
7	18,3	0,42	0,36	-105	230
8	12,6	0,44	0,40	-45	115
9	9,5	0,46	0,44	-20	70
10	6,9	0,46	0,44	00	50
11	2,0	0,48	0,46	10	20

4. Opracowanie wyników

Wzory i obliczenia

Przyjmujemy:

- n = 2 - ponieważ, n - współczynnik zależny od rodzaju węża i ciśnienia.

W zależności tej wykładnik n zmienia się w granicach n = 1,87 - 2,28.

- długość węża 15 m

- wydatek Q= k*Q_nom [m³/s]

gdzie: k - wskazanie przepływomierza wyrażone w % wartości zadanej (nominalnej) Q_n=4,4

dla pomiaru nr 1

k = 30,4 %

Q = 30,4 % * 4,4 dm³/s = 1,34 dm³/s

• wysokość strat ciśnienia Δh_str [m s.w.]

Δh_str = S₀ × l × Qⁿ

ΔH_str = p_p - p_l [MPa]

ΔH_str = H_L - H_P [mmHg],

ΔH_str = 0,3 - 0,19 = 0,11 MPa

ΔH_str = 595 + 315 = 910 [mmHg] ,

Zamieniam jednostki w celu uzyskania jednostki [msw].

736 mmHg - 10 msw

910 mmHg - x msw

x= 12,36 msw

ΔH_str = 12,36 msw

ΔH_str = So * l * Qⁿ ⇒ So = ΔH_str/l * Qⁿ

So = 12,36/15 *(1,34)² = 0,46 [s²/dm⁶]

dla pomiaru nr 2

k = 27,8 %

Q = 27,8 % * 4,4 dm³/s = 1,22 dm³/s

• wysokość strat ciśnienia Δh_str [m s.w.]

Δh_str = S₀ × l × Qⁿ

ΔH_str = p_p - p_l [MPa]

ΔH_str = H_L - H_P [mmHg],

ΔH_str = 0,32 - 0,22 = 0,10 MPa

ΔH_str = 510 + 255 = 765 [mmHg] ,

Zamieniam jednostki w celu uzyskania jednostki [msw].

736 mmHg - 10 msw

765 mmHg - x msw

x= 10,39 msw

ΔH_str = 10,39 msw

ΔH_str = So * l * Qⁿ ⇒ So = ΔH_str/l * Qⁿ

So = 10,39/15 *(1,22)² = 0,465 [s²/m⁶]

dla pomiaru nr 6

k = 21 %

Q = 21 % * 4,4 dm³/s = 0,92 dm³/s

• wysokość strat ciśnienia Δh_str [m s.w.]

Δh_str = S₀ × l × Qⁿ

ΔH_str = p_p - p_l [MPa]

ΔH_str = H_L - H_P [mmHg],

ΔH_str = 0,4 - 0,32 = 0,08 MPa

ΔH_str = 300 + 140 = 440 [mmHg] ,

Zamieniam jednostki w celu uzyskania jednostki [msw].

736 mmHg - 10 msw

440 mmHg - x msw

x= 5,9 msw

ΔH_str = 5,9 msw

ΔH_str = So * l * Qⁿ ⇒ So = ΔH_str/l * Qⁿ

So = 5,9/15 *(0,92)² = 0,463 [s²/m⁶]

dla pomiaru nr 7

k = 18,3 %

Q = 18,3 % * 4,4 dm³/s = 0,81 dm³/s = 0,00081 m³/s

• wysokość strat ciśnienia Δh_str [m s.w.]

Δh_str = S₀ × l × Qⁿ

ΔH_str = p_p - p_l [MPa]

ΔH_str = H_L - H_P [mmHg],

ΔH_str = 0,42 - 0,36 = 0,06 MPa

ΔH_str = 105 + 230 = 335 [mmHg] ,

Zamieniam jednostki w celu uzyskania jednostki [msw].

736 mmHg - 10 msw

335 mmHg - x msw

x= 4,55 msw

ΔH_str = 4,55 msw

ΔH_str = So * l * Qⁿ ⇒ So = ΔH_str/l * Qⁿ

So = 4,45/15 *(0,81)² = 0,462 [s²/m⁶]

Przykładowe obliczenie n

n = ( lg ∆H_str2 - lg ∆H_str1) / ( lg Q₂ - lg Q₁) wartość bezwymiarowa

dla różnicy pomiarów 2 i 1

n = (lg 10,39 - lg 13,68)/ (lg - lg 0,92) = 2

dla różnicy pomiarów 7 i 6

n = (lg 1,7 - lg 2,17)/ (lg 1,22 - lg 1,34) = 1,9

nśr = 1,86

Tabela z wynikami obliczeń

Lp.	Q [ dm^3/s ]	ΔHstr [mmHg]	ΔHstr [m s.w.]	So [s^2/m^6]	n	n średnie
1	1,34	910	3,68	0,137		1,86
2	1,22	765	3,35	0,15	2
3	1,11	620	2,99	0,166	2,24
4	1,06	580	2,73	0,162	1,49
5	1,01	520	2,45	0,16	2,47
6	0,92	440	2,17	0,171	1,6
7	0,81	335	1,7	0,172	1,9
8	0,55	160	0,95	0,209	1,85
9	0,42	50	0,68	0,257	2,01
10	0,3	50	0,68	0,503	1,6
11	0,09	10	0,13	0,867	1,43

Wnioski

Z przeprowadzonych pomiarów widać, że wartość współczynnika s₀ rośnie przy spadku ciśnienia i wydatku .

Jak widać z tabeli pomiarowej ΔH_str. maleje wprost proporcjonalnie do Q wydatku.

Pomiary przeprowadzone zostały tylko dla jednego węża W 25 o długości 15 m i dlatego też nie określiliśmy w jakim stopniu będą rosły straty w zależności od długości przewodu. Nie mamy również odniesienia współczynnika strat badanego węża do węża wykonanego z innego materiału, dlatego też tylko na podstawie teorii można stwierdzić, że współczynnik s₀ zmienia się podobnie do chropowatości względnej.

Średnia wartość współczynnika „n” jest nieco niższa od przyjętej w założeniu na wstępie obliczeń.

2

---