POLITECHNIKA LUBELSKA Katedra Mechaniki Stosowanej LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Piotr Leszko	Ćwiczenie nr: 11/12	Grupa: MD 106,2b/AI	Rok: 1996/97
Temat: Pomiar przepływu powietrza zwężką Venturiego; Cechowanie rurki Prandtla dla powietrza.		Data wykonania: 97.04.23	Ocena:

1.Podstawy teoretyczne:

I. Objętościowy wydatek Q_r wyznaczamy ze wzoru:

gdzie:

Q_r - rzeczywisty wydatek przepływu;

ε -ściśliwość gazu - zależny od Δp zwężki i wykładnika adiabaty κ =c_p/c_v , dla powietrza przy 0,02 ≥Δp/p₁

ε przyjmuje wartości równe ε ≥0,98 , zaś przy 0,1 ≥Δp/p₁ jest równy ε ≥0,95. Przy prędkościach małych

przyjmujemy ε ≅ 1. Odczytać go należy z wykresu ε od Δp/p₁ na stanowisku pomiarowym;

α - współczynnik przepływu zwężki odczytać z tablicy i wykresu stosując przy obliczaniu Qe metodę kolejnych

przybliżeń ;

μ - współczynnik wydatku zwężki, określa się go doświadczalnie;

Q_t - wydatek teoretyczny;

h - wysokość różnicy ciśnień;

γ - ciężar właściwy czynnika pomiarowego;

S₁ S₂ - przekroje poprzeczne odpowiednio za zwężką i w zwężce.

m - stała zwężki;

g - przyspieszenie ziemskie g=9,81 m/s²;

W tym celu mierzymy nadciśnienie p_1n i różnicę ciśnień Δp. oraz temperaturę T. Dla określenia ciśnienia całkowitego p₁ powietrza w rurze, od ciśnienia p_1ndodamy ciśnienie atmosferyczne p_a, p₁=p_1n+p_a. Ciężar właściwy powietrza w rurze wyznaczymy z równania stanu:

p₁/γ = RT

gdzie:

R=29,3 m/K - stała gazowa odniesiona do jednostki ciężaru

Metoda kolejnych przybliżeń :

Dla wyznaczonej wartości m znajdujemy w tablicy wartość α (rys. IV.7). Następnie obliczamy Q_r i liczbę Reynoldsa Re₁ dla danego α (prędkość v₁ obliczamy wg wzoru :

v₁=4Q_r/πd₁²

a współczynnik lepkości ν znajdujemy z tablic). Jeżeli obliczone Re₁ jest większe od liczby Reynoldsa odpowiadającej linii granicznej, to obliczanie Q_r jest zakończone. W przeciwnym wypadku należy odczytać wartość α odpowiadającą Re₁. Powtórzyć obliczenia Q_r i Re, odczytać nową wartość α i po raz trzeci obliczyć Q_r, przyjmując wynik za ostateczny.

2. Dla wyznaczenia współczynnika prędkości K rurki Prandtla dla powietrza w oparciu o wzór:

w tym celu mierzymy różnicę ciśnień p_sp - p_∞ w rurce Prandtla, temperaturę T i nadciśnienie p_1n powietrza w rurce oraz rzeczywisty wydatek Q_r przepływu i ciśnienie atmosferyczne p_a. W oparciu o zmierzone wielkości wyznaczamy gęstość ρ z równania stanu

p₁/ρ=gRT

Prędkość v_r∞ - jest maksymalną prędkością v_max rozkładu prędkości dla uzyskiwanych w ćwiczeniu prędkości przepływu, liczba Reynoldsa Re₁ mieści się w granicach 10⁴÷10⁵ i wtedy przyjmiemy:

v_sr/v_max = v_sr/v_r∞ = 0,8

Równanie na wydatek objętościowy:

Q_r = 0,8 π R² v_r∞

wykorzystamy do wyznaczania v_r∞.

---