AKADEMIA
GÓRNICZO - HUTNICZA
LABORATORIUM Z MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie nr 3
Temat:
Badanie wypływu cieczy ze zbiornika
Szymański Tomasz
IMiR rok 2000/2001 grupa 10 b
I Wypływ ustalony przez mały otwór
1 Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest doświadczalne określenie współczynnika prędkości, kontrakcji i wydatku oraz wyznaczenie czasu wypływu cieczy ze zbiornika, a następnie porównanie otrzymanych wyników z uzyskanymi na drodze analitycznej. Badanie dotyczy wypływów przez otwór mały oraz przez przystawkę.
2 Schemat stanowiska pomiarowego z opisem
Stanowisko składa się ze zbiornika 1 prostokątnym przekroju poprzecznym z ruchomą przegroda 2 służącą do ustalenia poziomu cieczy. Wypływ cieczy odbywa się przez otwór lub przystawkę 3. Pozioma listwa 4 z naniesioną podziałką milimetrową oraz wskaźnik 5 pozwalają określić współrzędne odpowiedniego punktu strumienia. Woda doprowadzana jest do zbiornika przewodem 6 poprzez zawór regulacyjny 7. Wodowskaz 8 służy do określania poziomu wody w zbiorniku. Do wyznaczenia wydatku rzeczywistego używamy zlewki 9.
3 Wyniki pomiarów
|
Wielkości zmierzone |
||||
L.p. |
x |
y |
z |
m |
t |
|
mm |
mm |
mm |
m |
s |
1 |
455 |
150 |
470 |
1,92 |
30 |
2 |
|
|
|
1,87 |
|
3 |
|
|
|
1,87 |
|
m - masa wody netto
ρ kg/m3 gęstość wody
d0 =6.6 mm - średnica dyszy
f0 = 3,4 10-5 m2
Objętość wody
V1 = 0.0019 m3
V2 = 0.0019 m3
V3 = 0.0019 m3
4 Strumień objętości
V1 = 6.3 10-5 m3/s
V2 = 6.3 10-5 m3/s
V3 = 6.3 10-5 m3/s
5 Współczynnik wydajności
=0.60
=0.60
=0.60
6 Współczynnik prędkości określa się w oparciu o wzory
oraz
stąd
ostatecznie
=0.84
7 Współczynnik kontrakcji wyznaczamy za pomocą wzoru
= 0.71
8 Zestawienie wyników
średnica otworu d0 = 6.6 10-3 m |
||||||
przekrój otworu f0 = 3.4 10-5 m2 |
||||||
wielkości obliczone |
||||||
vrz |
X |
y |
z |
|
|
|
m3/s |
M |
m |
m |
- |
- |
- |
6.3 10-5 |
0.455 |
0.15 |
0.47 |
0.84 |
0.71 |
0.60 |
9 Wnioski
Współczynnik prędkości α nie jest za bardzo zaniżony w stosunku do najczęściej występującego (różnica to około 0,1).
Współczynnik kontrakcji β jest wyższy od spodziewanego. Współczynnik wydatku odbiegł więc od normy.
II Czas opróżniania zbiornika między dowolnymi poziomami
1 Tabela pomiarów
L. p. |
|
|||||
|
F |
f0 |
|
h |
h1 |
trz |
|
m2 |
m2 |
- |
mm |
mm |
s |
1 |
0.113 |
3.4 10-5 |
0.6 |
470 |
450 |
35 |
2 |
|
|
|
450 |
430 |
37 |
2 Obliczenia
3 Czas opróżniania części zbiornika
4 Błąd względny
t1 = 37.7 [s]
7,71[%]
t2 = 36.9 [s]
,
5 Zestawienie wyników
Wielkości obliczone |
|||
H |
h1 |
t |
|
M |
M |
s |
- |
0.47 |
0.45 |
37.7 |
7.71 |
0.45 |
0.43 |
36.9 |
0.27 |
|
|||
6 Wnioski
Dzięki dokładności pomiaru, błąd względny procentowy pomiaru jest niski (nawet mimo to że wartość μ jest niedokładna)
0
5
- -
