Joanna Ligoda IIICD, L-2			Zakład Inżynierii i Sterowania Procesami Chemicznymi
WYPŁYW CIECZY ZE ZBIORNIKA
Data wykonania:	28.12.2010r.	Ocena:		Data:	Podpis:
Data oddania:	3.01.2011r.

I. Część teoretyczna:

Dla obliczania prędkości wypływu doskonałej cieczy służy równanie Bernoulliego:

gdzie:

w₁, w₂ -prędkości liniowe cieczy odpowiednio w przekrojach (1) lustra cieczy i (2) otworu wypływowego

p₁, p₂ - ciśnienia odpowiednio w przekrojach (1) i (2)

H - odległość między zwierciadłem cieczy, a otworem wypływowym

ρ - gęstość cieczy

g - przyspieszenie ziemskie

Prędkość wypływu cieczy rzeczywistej jest zawsze mniejsza niż cieczy doskonałej, co spowodowane jest siłami tarcia i zwężeniem strumienia cieczy w pewnej odległości od otworu - zjawisko kontrakcji. Te dwa zjawiska uwzględniane są w równaniu Bernoulliego przez wprowadzenie współczynnika wypływu:

Wartość tego współczynnika zależy od kształtu, wielkości i usytuowania otworu wypływowego względem ścian zbiornika. Przybiera on wartości: 0<φ<1

Wzór na czas wypływu cieczy ze zbiornika:

gdzie: τ - czas wypływu cieczy ze zbiornika

V - objętość zbiornika

Znając wymiary zbiornika, czas wypływu pomiędzy dwoma określonymi poziomami cieczy lub czas wypływu określonej ilości cieczy przy stałym poziomie lustra cieczy można obliczyć współczynnik wypływu ϕ, co też jest celem tego doświadczenia.

II. Część doświadczalna:

a) stały poziom zalania:

Lp.	nasadka	d [m]	H [m]	τ [s]	V [m^3]	φ[-]
1.	króciec ostry	0,0037	0,26	10	0,00029	1,1949
2.	króciec łagodny	0,0037			10	0,0003	1,2361
3.	króciec ostry	0,0053			10	0,0006	1,0417
4.	króciec łagodny	0,0053			10	0,000825	1,4323

Aby obliczyć φ korzystam ze wzoru:

gdzie:

φ - współczynnik wypływu

H - poziom cieczy w zbiorniku

d₂ - średnica zwężki

V - objętość cieczy, która wypłynęła ze zbiornika w czasie τ

A₂ - przekrój zwężki

1,1949

1,2361

1,0417

1,4323

b) zmienny poziom zalania:

Promień zbiornika: R= 0,1475[m]

Lp.	nasadka	d [m]	H1[m]	A1[m^2]	H2[m]	A2[m^2]	τ[s]	φ[-]
1.	króciec ostry	0,0037	0,26	0,068315	0,22	1,0747x10^-5	111	1,0566
2.	króciec łagodny	0,0037	0,26	0,068315	0,22	1,0747x10^-5	140	0,8377
3.	króciec ostry	0,0053	0,26	0,068315	0,22	2,2050x10^-5	56	1,0207
4.	króciec łagodny	0,0053	0,26	0,068315	0,22	2,2050x10^-5	40	1,4289

Aby obliczyć φ korzystam ze wzoru:

gdzie:

d₁ - średnica zbiornika

H₁ - poziom początkowy cieczy przy τ = 0

H₂ - poziom cieczy po czasie τ

A₁ - przekrój zbiornika

III. Wnioski:

Na podstawie naszego doświadczenia możemy wywnioskować, że współczynnik wypływu φ przyjmuje różne wartości w zależności od rodzaju króćca odpływowego. Dla otworów okrągłych, o bardzo łagodnych brzegach, współczynnik ten przyjmuje wartość bliską jedności φ ≈ 1. Im brzegi zwężki są ostrzejsze, tym współczynnik ten przyjmuje mniejsze. Zatem dla uzyskania większej wartości φ stosowne jest użycie dyszy o łagodnych brzegach.

---