WNiG	Dyl Wojciech Kłubko Andrzej Łukasik Maria		Rok II		Grupa 5	Zespół A
Hydromechanika laboratorium.	Temat: Wyznaczenie współczynnika przepuszczalności materiału porowatego.					Ćwiczenie nr.16
Data wykonania 29.04.2003	Data oddania 13.05.2003	Zwrot do poprawki		Data odd.		Data zalicz.	Ocena

Cel ćwiczenia:

Celem naszego ćwiczenia było zbadanie próbek materiału porowatego i wyznaczenie na podstawie pomiarów różnicy ciśnień, objętości przepływającego gazu w naszym przypadku powietrza atmosferycznego oraz czasu przepływu współczynnika przepuszczalności materiału porowatego.

Wzory stosowane do obliczeń

Δ(Δp)=Δh*r_c*g

Δh = 0,001 [ m ]

Δ(Δp)= 7,85 [Pa]

Δt = 0,2 [ s ]

ΔV = 0,002[m³]

r_c= 800 [ kg/m³ ]

P = 739 mmHg = 985[Pa]

m=0,000018 [ kg/(m*s) ]

r_w = 19 [ mm]

r_z = 25 [ mm ]

Wstęp teoretyczny

Współczynnik przepuszczalności przy laminarnym ruchu gazu w ośrodku porowatym wyznaczamy korzystając z prawa Darcy'ego, które mówi, że prędkość filtracji jest proporcjonalna do gradientu ciśnienia:

ν = - k\μ · grad p

Gdzie: μ- dynamiczny współczynnik lepkości gazu

k- wyznaczany współczynnik przepuszczalności, zależnym od

właściwości materiału porowatego

Do określania współczynnika k danego materiału potrzebne jest wykonanie próbki, która zwykle ma kształt cylindryczny, W stanie ustalonym mierzy się strumień objętości przepływu filtracyjnego oraz różnicę ciśnień na zewnątrz i wewnątrz badanego odcinka rurki porowatej o długości L.

Jeden jej koniec jest szczelnie zamknięty, drugi połączony z wentylatorem. Pod wpływem różnicy ciśnień następuje filtracja powietrza przez porowatą ściankę. Zakłada się, że ciśnienie zależy tylko od promienia r, a nie zależy od dwóch pozostałych współrzędnych przestrzennych - kąta kierunkowego θ i współrzędnej bieżącej s.

Próbka krótka l = 0,085 [ m ]

Lp	Δh [ m ]	b-Pw [ Pa ]	V [ m^3 ]	t [ s ]	Q [ m^3/s ]	k * 10^-11 [ m^2 ]	Δk * 10^-1^2 [ m^2 ]
1	0,325	2550,60	0,04	36	0,0011	3,9265	0,0074
2	0,319	2503,51	0,05	38	0,0013	3,2491	0,0069
3	0,312	2448,57	0,05	32	0,0015	0,1326	0,0066
4	0,305	2393,64	0,05	31	0,0016	0,1468	0,0074
5	0,298	2338,70	0,06	32	0,0018	0,1743	0,0087
6	0,293	2299,46	0,07	32	0,0021	0,1966	0,0099
7	0,284	2228,83	0,07	35	0,0020	0,2073	0,0104
8	0,279	2189,59	0,08	31	0,0025	0,2544	0,0128

Próbka średnia l = 0,16 [ m ]

Lp	Δh [ m ]	b-Pw [ Pa ]	V [ m^3 ]	t [ s ]	Q [ m^3/s ]	k * 10^-11 [ m^2 ]	Δk * 10^-12 [ m^2 ]
1	0,326	2558,44	0,06	36	0,0016	0,1481	0,0074
2	0,322	2527,05	0,06	32	0,0018	0,1382	0,0069
3	0,318	2495,66	0,07	31	0,0022	0,1326	0,0066
4	0,314	2464,27	0,08	32	0,0025	0,1468	0,0074
5	0,308	2417,18	0,09	32	0,0028	0,1743	0,0087
6	0,303	2377,94	0,10	33	0,0030	0,1966	0,0099
7	0,298	2338,70	0,11	33	0,0033	0,2073	0,0104

Próbka długa l = 0,24 [ m ]

Lp	Δh [ m ]	b-Pw [ Pa ]	V [ m^3 ]	t [ s ]	Q [ m^3/s ]	k * 10^-11 [ m^2 ]	Δk * 10^-12 [ m^2 ]
1	0,326	2558,44	0,05	34	0,0014	0,1481	0,0074
2	0,322	2527,05	0,06	33	0,0018	0,1382	0,0069
3	0,317	2487,81	0,07	33	0,0021	0,1326	0,0066
4	0,312	2448,57	0,08	34	0,0023	0,1468	0,0074
5	0,307	2409,33	0,09	34	0,0026	0,1743	0,0087
6	0,302	2370,09	0,09	32	0,0028	0,1966	0,0099
7	0,297	2330,85	0,09	30	0,0030	0,2073	0,0104

Uwagi i wnioski:

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów zauważyliśmy ,że dla najkrótszego ośrodka porowatego charakterystyka k (Q) jest pochylona pod największym kątem. Oznacza to że im krótszy przewód tym wydatek przepływu jest mniejszy i przez ośrodek w tym samym czasie przepływa większa ilość powietrza atmosferycznego. Z długością przewodu punkty pomiarowe układają się coraz dokładniej w linię prostą co oznacza że współczynnik porowatości jest funkcją liniową k(Q).

---