1. OPIS DOŚWIADCZENIA REYNOLDSA:
Badanie polega na obserwacji przepływu barwnego roztworu . Po jego doprowadzeniu do szklanej rury , którą przepływa bezbarwna ciecz ustalonym ruchem jednostajnym. Przy niewielkich prędkościach przepływu barwnik w postaci cienkiej nitki układa się na osi rury, natomiast po przekroczeniu pewnej prędkości roztwór miesza się z cieczą w całej objętości rury.
Pierwsze pomiary należy rozpocząć od niewielkich prędkości stopniowo je zwiększając obserwując zachowanie się barwnika . Każdorazowo mierzymy czas przepływu oraz objętość cieczy w wykalibrowanym naczyniu . Przy małych prędkościach obserwujemy ruch laminarny czyli ustalonym, przy którym roztwór nie miesza się z cieczą i można wyodrębnić jego charakterystyczną nitkę . Po przekroczeniu prędkości granicznej nitka przechodzi w postrzępioną wiązkę a następnie całkowicie wypełnia szklaną rurę rozcieńczając się w cieczy.
Mamy wówczas doczynienia z ruchem turbulentnym czyli burzliwym . Tak więc wzrost prędkości powoduje poprzeczne ruchy badanej cieczy, które rozprowadzają barwny roztwór po całej cieczy.
W wyniku tego doświadczenia Reynolds obliczył moment przejścia ruchu laminarnego w ruch burzliwy. Zwany on jest liczbą Reynoldsa i wynosi:
Re =
v - średnia prędkość przepływu cieczy w przewodzie okrągłym [
]
d - średnica przewodu [m]
- kinematyczny współczynnik lepkości [
]
Rodzaj ruchu w zależności od liczby Reynoldsa :
Re < 2320 ruch laminarny
2320 < Re < 50 000 strefa przejściowa
Re > 50 000 turbulentny
2. WYNIKI POMIARÓW
Lp. |
T [s] |
V [cm3] |
d [m] |
Temp 0C |
30 |
115 |
0,0098 |
18,8 |
|
|
395 |
|
|
|
|
720 |
|
|
|
|
910 |
|
|
|
|
1300 |
|
|
|
|
1610 |
|
|
|
|
2160 |
|
|
|
|
2850 |
|
|
|
|
3810 |
|
|
|
|
4650 |
|
|
3. OPRRACOWANIE WYNIKÓW
Re =
d = 0,0098 [m]
Q =
[
]
v =
[
]
A=
= 0,00009604 [m2]
λ =
- ruch laminarny λ =
- ruch turbulentny
λ =
- ruch burzliwy
|
Nr |
V [cm3] |
T [s] |
Q [m/s] |
V [m/s] |
Re |
λ |
Rodzaj ruchu |
30 |
115 |
0,00000383 |
0,0399 |
378,844 |
|
|
|
30 |
395 |
0,00001317 |
0,1370 |
1301,247 |
|
|
|
30 |
720 |
0,00002400 |
0,2498 |
2371,893 |
|
|
|
30 |
910 |
0,00003033 |
0,3158 |
2997,809 |
|
|
|
30 |
1300 |
0,00004333 |
0,4519 |
4282,585 |
|
|
|
30 |
1610 |
0,00005367 |
0,5585 |
5303,816 |
|
|
|
30 |
2160 |
0,00007200 |
0,7496 |
7115,679 |
|
|
|
30 |
2850 |
0,00009500 |
0,9891 |
9388,743 |
|
|
|
30 |
3810 |
0,00012700 |
1,3223 |
12551,267 |
|
|
|
30 |
4650 |
0,00015500 |
1,6139 |
15318,476 |
|
|