Laboratorium z mechaniki płynów
Nowak Jakub gr. 1006, tydz. A
data złożenia	data przyjęcia	ocena

Temat: Doświadczenie Reynoldsa.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej liczby Reynoldsa dla przepływu w rurze w przekroju kołowym.

Liczba Reynoldsa jest jedną z tzw. Liczb kryterialnych wyrażających podobieństwo ruchu płynów. Wyraża ona stosunek siły bezwładności do siły tarcia wewnętrznego.

Re =

2. Opis ćwiczenia:

Do rury w której płynie woda podłączona jest pionowo, dodatkowa rurka o znacznie większym przekroju. W rurce znajduje się zabarwiona ciecz. Regulujemy prędkość przepływu wody, oraz zabarwionej cieczy. Mierzymy czas obrotu wodomierza, obserwując zmiany przepływu.

3. Schemat stanowiska.

Stanowisko pomiarowe składa się z rury szklanej 1 o średnicy wewnętrznej D do której doprowadzamy ciecz barwiącą ze zbiorniczka 2, wodomierza 3.

PRZEBIEG ĆWICZENIA

1.Otworzyć zawór 4 doprowadzający barwnik

2.Ostrożnie otwierając zawór 5 zwiększać wydatek wody dopływającej do rury. Prędkość przy której rozpocznie się rozpraszanie barwnika po całej objętości płynącego strumienia uważać będziemy za prędkość krytyczną i dla tej wartości wyznaczać będziemy krytyczną liczbę Reynoldsa.

3.Dla prędkości krytycznej należy zmierzyć wartości czasu w których licznik wskazał przepływ 1dm³ wody.

4. Zamknąć zawory.

5. Cykl pomiarowy powtórzyć trzykrotnie.

6. Wyniki pomiarów umieścić w tabelkach pomiarowych.

4. Tabela pomiarowa

Lp.	I seria pomiarów	II seria pomiarów	III seria pomiarów
	[s]	[s]	[s]
1	45,84	31,34	11,03
2	45,75	31,37	11,13
3	45,85	31,3	11,1

T_H2O = 10^o V = 0,001 m³ ρ_H2O = 1000 kg/m³ φ =0,0 315 m²

μ = 1,28*10^-6

Obliczam błędy pomiarowe

t_1śr =
= 29,40

• błąd bezwzględny wynosi

t_{1α I} = t_{1 I} - t_{1 śr} = 16,44

t_{1α II} = t_{1 II} - t_{1 śr} = 1,94

t_{1α III} = t_{1 III} - t_{1 śr} = -18,37

• średnie arytmetyczne odchylenia pomiarów t₁ od wartości średniej

S_1α = ±

S_1α = 24,73

Odczytane z tablic dla trzy krotnego pomiaru

α = 85

t_3α = 1,3

Δt₁ = ± S_1α * t_3α = 32,15

t₁ = t_śr + S_1α = 70,54

t_2śr =
= 29,42

• błąd bezwzględny wynosi

t_{2α I} = t_{2 I} - t_{2 śr} = 16,33

t_{2α II} = t_{2 II} - t_{2 śr} = 1,95

t_{2α III} = t_{2 III} - t_{2 śr} =-18,29

• średnie arytmetyczne odchylenia pomiarów t₂ od wartości średniej

S_2α = ±

S_2α = 24,60

Odczytane z tablic dla trzy krotnego pomiaru

α = 85

t_3α = 1,3

Δt₂ = ± S_2α * t_3α = 31,98

t₂ = t_śr + S_2α = 55,93

t_śr =
= 29,42

• błąd bezwzględny wynosi

t_{3α I} = t_{3 I} - t_3śr = 16,43

t_{3α II} = t_{3 II} - t_3śr = 1,88

t_{3α III} = t_{3 III} - t_{3 śr} =-18,32

• średnie arytmetyczne odchylenia pomiarów t₃ od wartości średniej

S_3α = ±

S_3α = 24,68

Odczytane z tablic dla trzy krotnego pomiaru

α = 85

t_3α = 1,3

Δt₃ = ± S_3α * t_3α = 32,08

t₃ = t_śr + S_3α = 35,79

Liczby kryterialne Reynoldsa

Re₁ =
=

Re₁ = 21723,43

Δ Re₁ = ±

Δ Re₁ = ±

Δ Re₁ = 10098526,30

Re₂ =
=

Re₂ = 31760,74

Δ Re₂ = ±

Δ Re₂ = ±

Δ Re₂ = 10097677,58

Re₃ =
=

Re₃ = 89538,73

Δ Re₃ = ±

Δ Re₃ = ±

Δ Re₃ = 10098135,63

Re_śr =

Re_śr = 15891,43

Δ Re_śr = ± 10098113,17

5.Tabela obliczeń

Lp.	Pomiar	Wartość Re	tśr	Średnia wartość
			[s]	liczby Re
1	I pomiar	21723,43	45,81
2	II pomiar	31760,74	31,34	47674,30
3	III pomiar	89538,73	11,12

Wnioski:

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że w miarę wzrostu prędkości cieczy w rurze występują składowe prędkości prostopadłe do osi przepływu. Jest to przepływ zwany turbulentnym.

Rysunki przebiegów

---