Wyznaczanie profilu prędkości płynu w rurociągu o przekroju kołowym.

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie rozkładu prędkości gazu podczas przepływu przez rurę o przekroju kołowym.
Porównanie profilu uzyskanego na podstawie pomiaru lokalnych prędkości z profilem obliczonym za pomocą odpowiednich równań.
Wyznaczenie średniej prędkości przepływu przez rurę.

Metodyka pomiarów:

Podczas przepływu powietrza należy wykonać pomiary lokalnych prędkości gazu za pomocą dwóch sond pomiarowych (rurek Prandtla) zmieniając ich położenie wzdłuż średnicy rury co 10 mm. Pomiary należy wykonać dla DWÓCH różnych strumieni objętości gazu regulowanych zasuwą znajdującą się za wentylatorem. Dla każdego pomiaru należy tak dobrać pochylenie rurki mikromanometru rurką, aby uzyskać odpowiednio duże wychylenie cieczy manometrycznej (CH3OH). Pomiar strumienia objętości gazu należy wykonać odczytując wskazania manometru połączonego z kryzą pomiarową.

Wyniki pomiarów:

Przesuwając sondę na r = 1,5 do 98,5 (co 10mm w głąb rury) mierzyliśmy mm CH₃OH i mm H₂O (pomiar 1) i tak samo w pionie (pomiar 2), później kolejny pomiar ze zmniejszonym strumieniem objętości (pomiar 3). mm H₂O było stałe.

Obliczenia:

Teoretyczne:

1. obliczenie W_śr= W₀*(d₀/d_r)²- Średniej prędkości płynu w rurze [m/s]

2. obliczenie W₀=α*[(2*Δp)/δ_p]^1/2- prędkości lokalnej [m/s]

3. obliczenie Δp=Δh*(δ_H2O- δ_p)*g - spadku ciśnienia [Pa]

4. obliczenie δ_p=(p*M)/(R*T)- gęstości (powietrza)

Rzeczywiste:

5. obliczenie W_śrC=1/D ∫ W_r *d_r - prędkości średniej (całkowanie graficzne)(ręcznie)[m/s]

6. obliczenie W_r=[(2*Δp)/δ_p]^1/2- prędkości lokalnych [m/s]

7. obliczenie Δp =Δh*ρ_CH3OH*g - spadku ciśnienia [Pa] według wzoru

Wnioski:

Wyraźne różnice pomiędzy pomiarem teoretycznym a rzeczywistym wynikami, spowodowane prawdopodobnie niedoskonałością aparatury i różnego rodzaju zaburzeniami występującymi w przepływie. Prędkość przepływu rzeczywistego ma znacznie większą wartość od teoretycznego. Warto też zauważyć, że wyniki pomiaru w środku rury są większe od tych przy jej ściankach. Dla zmniejszonego strumienia objętości mniejsze wartości.

1

---