Schemat stanowiska pomiarowego
Wzory wyjściowe
Równanie Bernoulliego opisujące rozkład ciśnień przed i w zwężce przy pominięciu strat. Poziom porywaczy przyjęto na osi rury.
ρ - gęstość cieczy g - przyspieszenie ziemskie
px - ciśnienie w danym punkcie pomiarowym
vx - prędkość w danym punkcie pomiarowym
qv - strumień objętości płynu
v - prędkość przepływu płynu
A - pole przekroju rury
dx - średnica rury w danym punkcie pomiarowym
d - średnica zwężki
D - średnica rury
Wzory wynikowe
gdzie:
h1 - wysokość ciśnienia w rurze o średnicy D
Przykładowe obliczenia
Przeliczanie strumienia objętości
Wysokości ciśnienie w konfuzorze oblicza się w puktach x/l={0,1/5,…,4/5,1}, a w dyfuzorze x/L={0,1/10,…,9/10,1}.
Wysokość ciśnienia w punkcie konfuzora x/l=4/5
Tabela 1. Wyniki pomiarów
L.p |
hi |
|
mmH2O |
0 |
677 |
1 |
|
2 |
645 |
3 |
527 |
4 |
254 |
5 |
300 |
6 |
428 |
7 |
495 |
8 |
535 |
9 |
562 |
10 |
580 |
11 |
593 |
12 |
600 |
Tabela 2. Wyniki obliczeń wartości teoretycznych
Element zwężki |
x/l |
h |
|
|
mmH2O |
Konfuzor |
0 |
669 |
|
0,2 |
650 |
|
0,4 |
620 |
|
0,6 |
572 |
|
0,8 |
490 |
|
1 |
342 |
Dyfuzor |
1 |
342 |
|
0,9 |
427 |
|
0,8 |
490 |
|
0,7 |
536 |
|
0,6 |
572 |
|
0,5 |
599 |
|
0,4 |
620 |
|
0,3 |
636 |
|
0,2 |
650 |
|
0,1 |
660 |
|
0 |
669 |
Podsumowanie
Na wykresie wyznaczono teoretyczny rozkład ciśnień w zwężce przy pominięciu strat oraz naniesiono na niego otrzymane podczas ćwiczeń wyniki pomiarów. Pominięcie strat liniowych oraz miejscowych spowodowało znaczne rozbieżności. Rzeczywiste wyniki przyjmują mniejsze wartości. Wysokość ciśnienia za zwężką jest niższa od teoretycznej, która przyjmuje tą samą wartość co przed zwężką. W przepływie przez przewężenie występuje też kontrakcja strugi - prędkość w przekroju jest wtedy większa niż wynikałoby z obliczeń, a rzeczywiste ciśnienie mniejsze od teoretycznego.
D=20mm
d=12mm
qv=18l/min