POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Instytut Techniki Cieplnej
|
Krytyczna liczba Reynoldsa |
Ćwiczenie: 4.4 |
Marcin Hyczko II M-E rok: 2 sekcja 3 |
Data wykonania ćwiczenia 31.03.1998 r. |
31.03.1998 godz. 1100 |
Uwagi prowadzącego:
|
Cel ćwiczenia: Celem, jest wyznaczenie krytycznej liczby Reynoldsa oraz obserwacja zjawisk towarzyszących przejściu przepływu turbulentnego w laminarny.
Schemat stanowiska:
Wzory wyjściowe i wynikowe:
gdzie:
d - wewnętrzna średnica rury, m - masa wody
ν - kinematyczny współczynnik lepkości, τ - czas wypływy masy m wody
ρ - gęstość wody,
Przykład obliczeń:
Liczba Reynoldsa dla trzech czasów wypływu 0.5 kg wody:
I.
dla: τ=9 s.
II.
dla: τ = 9,8 s.
III.
dla: τ=9 s.
Doświadczalne obliczenie liczby Reynoldsa:
lp. |
Czas [ |
Średnica rurki [mm] |
temp. [°C] |
masa wody [kg] |
1 |
12,0 |
15,6 |
10,1 |
0,5 |
2 |
10,0 |
|
|
|
3 |
11,3 |
|
|
|
4 |
11,0 |
|
|
|
5 |
10,0 |
|
|
|
6 |
11,1 |
|
|
|
7 |
9,0 |
|
|
|
8 |
13,0 |
|
|
|
9 |
9,0 |
|
|
|
10 |
9,0 |
|
|
|
11 |
9,8 |
|
|
|
12 |
9,0 |
|
|
|
13 |
9,8 |
|
|
|
14 |
10,0 |
|
|
|
15 |
10,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Średni czas wszystkich pomiarów |
10,3 |
|
|
|
Rekr dla czasu średniego |
3036,133 |
|
|
|
Wnioski:
Zmiana przepływu turbulentnego w laminarny, następuje zawsze przy tej samej wartości liczby Reynoldsa Redkr = 2200
Wielkość krytycznej liczby Reynoldsa zależy od współczynnika lepkości kinematycznej, im jet on większy tym liczba Reynoldsa jest mniejsza.
Wielkość krytycznej liczby Reynoldsa, zależy również od śrerdicy przewodu oraz prędkości przepływu. Wraz ze wzrostem obu tych wielkości wartość liczby Reynoldsa również wzrasta.
Przepływ laminarny można utrzymać do bardzo dużych wartości liczby Reynoldsa, lecz najmniejsze nawet zakłócenia w otoczeniu stanowiska pomiarowego mogą spowodować zmianę przepływu laminarnego w turbulentny.
Reynolds wyznaczył liczbę krytyczną i udowodnił tym, że istnieje granica pomiędzy przepływem laminarnym, a turbulentnym. Kiedy ciecz porusza się w rurce turbulentnie, strużka barwnika rozmywa się, natomiast po przekroczeniu granicznej wartości liczby Reynoldsa, barwnik wprowadzony do rurki, zaczyna się wyraźnie układać warstwami, co świadczy o tym, że przepływ przeszedł z turbulentnego w laminarny.
Z wodociągu
Odpływ do kanalizacji
Rura z metapleksu
waga
Zbiornik zasilający
Zbiornik z barwnikiem
Zbiornik mierniczy