hydraulika, wypływ cieczy przez otwory i przystawki, PLITECHNIKA WROC˙AWSKA POLITECHNIKA WROC˙AWSKA


PLITECHNIKA WROCŁAWSKA POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

INSTYTUT GEO- I HYDROTECHNIKI WYDZLAŁ BUDOWNICTWA

ZAKŁAD BUD. WODNEGO LĄDOWEGO I WODNEGO

1.

USTALONY WYPŁYW CIECZY PRZEZ OTWORY I PRZYSTAWI

WYZNACZENIA WSPÓŁCZYNNIKA WYDATKU μ.

SZYMON GNACEK

ROK AKADEMICKI 1996/97 RADOSŁAW DZIOPA

SEM. 5 ROK 3 GR.4

1.0 Podstawy teoretyczne.

W przypadku ustalonego wypływu cieczy przez otwory lub przystawki zwierciadło wody musi utrzymywać się na stałej wysokości zapewniając ustalone warunki wypływu. Możemy wyznaczyć prędkość i natężenie wypływu , gdy znana jest głębokość zanurzenia środka ciężkości otworu poniżej zwierciadła wody i pole powierzchni otworu A0.

Niech A1 , V1 , p1 oznaczają odpowiednio: przekrój , prędkość , i ciśnienie w przekroju 1- 1 natomiast A2, V2 , p2 te same wielkości w przekroju 2- 2 przechodzącym przez strumień wypływowy.

Równanie Bernouliego:

Po podstawieniu zależności wynikającej z równania ciągłości ruchu:

Podczas przepływu cieczy przez otwór następuje zwiększenie strumienia co powoduje , że A2<A0 wtedy:

Natężenie wypływu z małego otworu wynosi:

Wartości liczbowe współczynników Φ , ε , ξ , μ określa się doświadczalnie i zależnie od grubości ściany zbiornika , od kształtu otworu , od jego wymiarów położenia , a także od rodzajów brzegów samego otworu. Współczynnik wydatku zwykłego otworu kołowego można zmieniać za pomocą przystawek. Przystawki rurki osadzone na otworze , przez który ciecz wypływa z naczynia. Mają one różne kształtu i mogą być umieszczane na zewnątrz lub wpuszczane do środka zbiornika.

W przystawce walcowej zewnętrznej o długości L>3,5 - 4d oraz przystawce walcowej długości L>3d tuż za wylotem następuje zwężenie przekroju strumienia , a następnie strumień się rozszerza i wypełnia cały przekrój wylotowy. Dzięki temu współczynnik dławienia ε = 1co wpływa na zwiększenie współczynnika wydatku μ w porównaniu z otworem swobodnym .

Rysunek i opis stanowiska pomiarowego.

Rysunek:

Opis stanowiska pomiarowego:

Stanowisko jest wykonane w postaci zbiornika zaopatrzonego w przelew , za pomocą którego jest utrzymywany stały poziom zwierciadła wody , do którego ściany bocznej są umocowane przystawki o średnicy D , o różnych długościach i krawędziach wlotowych. Do zbiornika jest doprowadzana ciecz , a jej nadmiar jest odprowadzany za pomocą przelewu . Na ścianie bocznej zbiornika jest umieszczona podziałka milimetrowa z noniuszem służąca do określania poziomów wody z dokładnością do 0.1 mm .

Opis przyrządów i metody pomiarowej.

Otwory i przystawki:

2.3.2 Metoda pomiaru :

W celu obliczenia współczynnika wydatku μ należy wyznaczyć H = HwG - H0 , V = ΔH ⋅ F , gdzie

ΔH- wysokość na jaką podniesie się zwierciadło wody w jednostce czasu w zbiorniku dolnym podczas przepływu wody ze zbiornika górnego. Następnie obliczamy , gdzie t - czas w jakim zwierciadło wody podniesie się z poziomu jednego do drugiego w zbiorniku dolnym. Dalej obliczamy z następnego wzoru . Współczynnik μ obliczamy ze wzoru .

2.3.3 Przyrządy:

a)Stoper

b)Termometr

c)Miarka centymetrowa

3.0 Błędy pomiaru.

4.0 Część obliczeniowa.

Przystawka nr 1

Przystawka nr 2

Przystawka nr 3.

Przystawka nr 4.

4.5 Przystawka nr 5.

5.0 Analiza wniosków.

Współczynnik wydatku μ w każdym przypadku wyszedł mniejszy od 1 , a więc zgodnie z prawdą. W każdym jednak przypadku współczynnik wyszedł inny w granicach od 0,675 do 0,934.Błędy uzyskane w czasie doświadczenia są bardzo małe i wskazuje na wiarygodne wartości wcspółczynników.

6.0 Wnioski.

W doświadczeniu zastosowano pięć rodzajów otworów dla wypływu cieczy. W każdym z tych przypadków współczynnik wydatku wyszedł inny. Można z tego wywnioskować , że zależy on od kształtu otworu , z którego wylewa się woda. W przypadku otworu lepszy okazał się otwór z zaokrąglonym brzegiem niż z ostrymi krawędziami. W przypadku przystawek lepsza okazała się przystawka nr 2 , a mniej wydajna przystawka nr 3.

Z doświadczenia widać , że w przypadku wypływu cieczy przez otwory najefektywniej i najwydajniej jest zastosować przystawkę nr 3 , w której wsp. wydatku okazał się największy μ = 0,934.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Lab Hih-wypływ cieczy przez otwory i przystawki, BUDOWNICTWO, Inżynierka, semestr 3, Hydraulika i hy
wypływ cieczy przez otwory i przystawki
Wypływ cieczy przez otwory
popow,hydraulika i hydrologia L, USTALONY WYPŁYW CIECZY PRZEZ ZAMKNIĘCIE KLAPOWE
71 Prędkość ustalonego wypływu cieczy przez mały otwór wzór Toricellego
Ustalony wypływ przez otwory
Badanie wyplywu cieczy ze zbior Nieznany (2)
wyplyw cieczy ze zbiornika, Technologia chemiczna, 5 semestr, Podstawowe procesy przemysłu chemiczne
Sprawko ćw 1 (Wypływ cieczy)
otwory?z przystawki3
Badanie wyplywu cieczy ze zbior sprawozdanie z lab2 id 631079 (2)
SPRAWOZDANIE Z LAB 2 Badanie wypływu cieczy ze zbiornika
Ćw5 Współczynnik wypływu cieczy
Przepływ cieczy przez duży otwór
WYPŁYW CIECZY ZE ZBIORNIKA
wyplyw wody przez maly otwor karta
Ustalony przepływ cieczy przez duży otwór
Wypływ cieczy

więcej podobnych podstron