Skład zespołu |
Batyra Artur |
Dębiec Wojciech |
Krzysztof Gębarowski |
|
Wydział |
WNiG |
Grupa 1 |
Rok 2 |
Data 14.04.07 |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest określenie stosunku prędkości średniej do maksymalnej, przy przepływie płynu przez przewód, w zależności od liczby Raynoldsa. W ćwiczeniu bada się przepływ powietrza przez przewód o przekroju kołowym.
2. Wzory z których korzystaliśmy:
Poszukiwana funkcja v(r) może być zapisana w postaci:
gdzie
- dynamiczny współczynnik lepkości
Funkcja w osi przewodu ma maksimum równe:
Całkując prędkość po powierzchni przekroju przewodu, oblicza się strumień objętości
Prędkość średnią można wyznaczyć z definicyjnej zależności:
Z tego widać, że w ruchu laminarnym prędkość średnia równa jest połowie prędkości maksymalnej.
W przepływie turbulentnym profil prędkości różni się znacznie od rozkładu prędkości odpowiadającego ruchowi laminarnemu. Prędkość nieznacznie zmienia się w podstawowym rdzeniu strumienia płynu i szybko maleje w pobliżu ścianek. Bezpośrednio przy ściance przewodu znajduje się laminarna warstwa przyścienna o grubości ρ, w której prędkość jest liniową funkcją zmiennej r.
gdzie
- naprężenia styczne na ściance.
Natomiast w pozostałej części przekroju profil prędkości w ruchu turbulentnym wyraża funkcja:
Z zależności przy założeniu, że ρ << R określa się średnią prędkość przepływu
Wzory używane do obliczeń:
gdzie:
Vśr - prędkość średnia
d - średnica rury
v - współczynnik lepkości kinematycznej
gdzie:
p - zmiana ciśnienia
- gęstość
gdzie:
Q - wydatek
S - pole powierzchni przekroju
gdzie:
- różnica objętości
t - czas przepływu
gdzie
ΔPd - zmiana ciśnienia dynamicznego
Δh -
ρcm - gestość cieczy
g - przyśpieszenie ziemskie
k - Vśr/Vmax
1
(1/10)