POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Instytut Techniki Cieplnej	Równowaga względna cieczy	Ćwiczenie: 4.2
Sebastian Mikrut II M-E rok: 2 sekcja 4	Data wykonania ćwiczenia 23.05.1998 r.	23.05.1998 godz. 9^00
Uwagi prowadzącego:

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie kształtu swobodnej powierzchni cieczy w naczyniu cylindrycznym, wirującym wokół pionowej osi.

Schemat stanowiska:

Opis:

A - Silnik; B - Przyrząd do regulacji prędkości obrotowej; C - Regulator obrotów;

D - Cyfrowy wskaźnik obrotów; E - Przyrząd do pomiaru współrzędnych;

F - Obudowa naczynia; G - Naczynie wirujące

Wzory wyjściowe i wynikowe:

gdzie:

ω - prędkość kątowa; g - przyspieszenie ziemskie; H - wysokość napełnienia naczynia;

r - odległość od osi obrotu; R - promień naczynia.

Przykładowe obliczenia:

Doświadczalne wyznaczenie kształtu powierzchni:

Tabela dla prędkości n = 190 obr/min

z zmierzone	promień w metrach	z wyznaczone	z obliczone
	-0,045	8,989172681
		-0,04		8,163909671
		-0,035		7,435736427
		-0,03		6,804652948
		-0,025		6,270659236
		-0,02		5,83375529
		-0,015		5,493941109
		-0,01		5,251216694
		-0,005		5,105582045
0,144	0	5,057037162	5,1
0,143	0,005	5,105582045	5,2
0,142	0,01	5,251216694	5,3
0,14	0,015	5,493941109	5,5
0,136	0,02	5,83375529	5,9
0,13	0,025	6,270659236	6,5
0,126	0,03	6,804652948	6,9
0,12	0,035	7,435736427	7,5
0,112	0,04	8,163909671	8,3
0,105	0,045	8,989172681	9

Tabela dla prędkości n = 210 obr/min

z zmierzone	promień w metrach	z wyznaczone	z obliczone
	-0,045	9,407825907
		-0,04		8,399679127
		-0,035		7,510137851
		-0,03		6,739202078
		-0,025		6,086871809
		-0,02		5,553147043
		-0,015		5,138027781
		-0,01		4,841514023
		-0,005		4,663605767
0,15	0	4,604303016	4,5
0,149	0,005	4,663605767	4,6
0,147	0,01	4,841514023	4,8
0,144	0,015	5,138027781	5,1
0,14	0,02	5,553147043	5,5
0,134	0,025	6,086871809	6,1
0,127	0,03	6,739202078	6,8
0,118	0,035	7,510137851	7,7
0,109	0,04	8,399679127	8,6
0,103	0,045	9,407825907	9,2

Tabela dla prędkości n = 230 obr/min:

z zmierzone	promień w metrach	z wyznaczone	z obliczone
	-0,045	9,868344455
		-0,04		8,659025529
		-0,035		7,591979418
		-0,03		6,667206121
		-0,025		5,88470564
		-0,02		5,244477973
		-0,015		4,746523121
		-0,01		4,390841084
		-0,005		4,177431861
0,1545	0	4,106295454	4,05
0,153	0,005	4,177431861	4,2
0,1515	0,01	4,390841084	4,35
0,147	0,015	4,746523121	4,8
0,142	0,02	5,244477973	5,3
0,136	0,025	5,88470564	5,9
0,128	0,03	6,667206121	6,7
0,117	0,035	7,591979418	7,8
0,107	0,04	8,659025529	8,8
0,096	0,045	9,868344455	9,9

Wnioski:

• Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej rośnie siła odśrodkowa, przyspieszenie ziemskie jest stałe, gdy naczynie wiruje z dużą prędkością przyspieszenie ziemskie nie ma prawie żadnego znaczenia, działa wówczas siła odśrodkowa.

• Kształt powierzchni cieczy jest zależny od prędkości obrotowej z jaką wiruje naczynie.

• W trakcie doświadczenia zaobserwowałem że powierzchnia cieczy dozy do osiągnięcia walcowej powierzchni tym bardziej im większa jest prędkość obrotowa naczynia.

• Gdy ciecz w naczyniu osiągnie kształt walca to kształt ten nie zmienia się wraz ze zmianą kąta nachylenia naczynia .prędkość ta dla naczynia wirującego w płaszczyźnie poźomej wynosi 447-415 obr/min,jest to wartość przy której powstaje walec,a przy wartości 290-275 obr/min powierzchnia ta załamuje się.

• Kształt powierzchni cieczy jest ściśle zależny od prędkości z jaką wiruje naczynie w którym ta ciecz się znajduje.

A

B

C

D

E

F

G