Dominik Jakubiak

Kierunek: Biotechnologia

Grupa studencka: 4

Semestr studiów: IV

Data ćwiczeń: 9.04.2008

Sprawozdanie 2

Temat: „Wyznaczanie profilu prędkości przepływu w przewodzie o przekroju kołowym”

1. Schemat stanowiska pomiarowego.

2. Dane układu pomiarowego.

D₁ = 31,0 cm - średnica wewnętrzna rurociągu;

D₂ = 31,2 cm - średnica zewnętrzna rurociągu;

L = 6,31 m.- całkowita długość rurociągu;

L₁ = 1,53 m - odległość pomiędzy punktem pomiarowym a wylotem wentylatora;

L₂ = 6,7 m - odległość pomiędzy punktami pomiarowymi;

Pomiar ciśnienia dynamicznego (na rurce Prandtla) dokonywany mikromanometrem Zakładów Urządzeń Hutniczych Kęty o zakresie 0 - 150 mm i dokładności odczytu 0,01 mm, numerze fabrycznym 900770.

Pomiar ciśnienia statycznego za wentylatorem mikromanometrem firmy Zakłady Urządzeń Hutniczych Kęty o danych j.w. Nr fabr. 900795.

Pomiar temperatury powietrza na rurociągu tłocznym termometrem elektronicznym o zakresie -50ºC - + 20ºC, najmniejsza działka 0,1ºC.

Temperatura powietrza w rurociągu t_P = 24,3ºC

Gęstość powietrza ρ_P = 1,168 [kg/m³]

Lepkość dynamiczna powietrza w rurociągu η_P = 1,86*10^-5 [kg/m*s]

Ciśnienie statyczne p_s = 1,88 mm H₂O

3. Pomiary i obliczenia.

a) najpierw wyznaczamy położenia punktów pomiarowych, posłużył nam do tego wzór:

, gdzie

D = 310mm

m = kolejne liczby 1-12

n = 6

Uzyskujemy następne odległości od ścian przewodu: 7mm, 21 mm, 37 mm, 55 mm, 78 mm i 110 mm

b) pomiar ciśnienia dynamicznego p_s dla poszczególnych punktów pomiarowych (tabela pomiarów i obliczeń):

Nr punktu	Odległość punktu pomiarowego od wewn. pow. ruroc.	Ciśnienie dynamiczne Pd				Prędkość przepływu płynu w [m/s]
				mm H2O	Pa			mm H2O	Pa
1 i 7	X1= X7= 7 mm	4,58	44,93	6,82	66,90	8,77	10,07
2 i 8	X2= X8= 21 mm	6,24	61,21	8,93	87,60	10,24	12,25
3 i 9	X3= X9= 37 mm	7,24	71,02	9,22	90,45	11,03	12,45
4 i 10	X4= X10= 55 mm	8,96	87,90	10,18	99,87	12,27	13,08
5 i 11	X5= X11= 78 mm	9,20	90,25	11,85	116,25	12,43	14,1
6 i 12	X6= X12= 110 mm	10,19	99,96	11,07	108,6	13,08	13,64

c) w powyższej tabeli do obliczenia prędkości przepływu powietrza w poszczególnych punktach pomiarowych posłużyliśmy się wzorem:

podstawiając uzyskujemy:

v₁=
= 8,77

d) obliczanie prędkości średniej:

e) obliczenia liczby Reynoldsa:

Re>>3000 - zatem mamy tutaj do czynienia z przepływem burzliwym płynu przez przewód.

4. Tabela danych oraz wykres profilu prędkości powietrza.

X [mm]	Wzorcowa V [m/s]	Doświadczalna V [m/s]
-155	0	0
-148	8,77	8,77
-134	10,24	10,24
-118	11,03	11,03
-100	12,27	12,27
-77	12,43	12,43
-45	13,08	13,08
0	15,65	13,62
45	13,08	13,64
77	12,43	14,1
100	12,27	13,08
118	11,03	12,45
134	10,24	12,25
148	8,77	10,07
155	0	0

5. Wnioski.

Nasz uzyskany profil prędkości płynu w przewodzie wyznaczony doświadczalnie odbiega od wzorcowego profilu prędkości. Zauważyliśmy, że z jednej strony przewodu powietrze przepływa szybciej i tak naprawdę porusza się najszybciej nie w środku, lecz około 77 mm od jego środka, porównując ze średnicą przewodu - 310 mm, jest to dosyć duże odchylenie. Mogło ono zostać spowodowane różnymi niedoskonałościami w budowie przewodu, takimi jak jego zgięcia i nierówności powierzchni, a także jego dosyć niewielką długością (biorąc pod uwagę, że wentylator pompuje powietrze nieco pod kątem, a niedaleko za ujściem przewodu znajduje się ściana). Z pewnością, gdyby zwiększyć długość przewodu kilkukrotnie, odchylenia od wzorcowego profilu prędkości byłyby znacznie mniejsze.

---