M i c h a ł Ś w i d e r e k		Gr. 23 B Ćwiczenie nr 3		L a b o r a t o r i u m z m e c h a n i k i p ł y n ó w .
TEMAT : Pomiar strat liniowych w przewodzie zamkniętym.
Rok akademicki 2000 / 2001	D a t a : 15.12.00.		O c e n a :		P o d p i s :

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika strat liniowych λ dla przepływu wody w przewodzie.

2.Schemat stanowiska.

Stanowisko badawcze stanowi zamknięta pętla rurociągu wraz z pompą promieniową, silnikiem napędzającym pompę i urządzeniami pomiarowymi. Przed uruchomieniem silnika należy upewnić się, czy zawory doprowadzające sygnał ciśnieniowy do przetwornika różnicy ciśnień są otwarte. Stanowisko badawcze składa się z następujących elementów:

1. 
   
   
   
   zbiornik zasilający

2. rura łącząca zbiornik 1 z pętlą rurociągu

3. rura z metaloplexu

4. rura z metaloplexu

5. pompa wirowa

6. silnik prądu stałego

7. zawór ssawny

8. zawór tłoczny

9. manometr sprężysty na ssaniu

10)manometr sprężysty na tłoczeniu

11)manometr sprężysty na tłoczeniu

12)zwężka pomiarowa

13)manometr do pomiaru spadku ciśnienia na zwężce pomiarowej

14)przepływomierz turbinkowy

15)wskażnik ilości obrotów turbinki

16)elektryczny sekundomierz

17) króciec doprawadzający wodę do instalacji badawczej

18)króciec odprowadzający wodę z instalacji badawczej

3.Parametry otoczenia.

Temperatura otoczenia - 19˚C

Ciśnienie - 990 hPa

4.Parametry rurociągu.

Długość pomiarowa L - 1,7 m

Średnica przewodu D - 0,05 m.

Pole przekroju poprzecznego przewodu S - 0,0019 m²

5.Wielkości bezpośrednio odczytane.

L.p.	np obr/min	Ps kG/cm²	Pt kG/cm²	Qv l/min	∆hm mm²Hg	T °C
1	300	0	0,11	80	3	22,3
2	450	0	0,11	130	5	22,5
3	600	0,05	0,11	170	6,5	22,5
4	750	0,15	0,11	220	9	22,7
5	900	0,25	0,1	270	12	22,8
6	1050	0,4	0,09	320	15	22,8
7	1350	0,6	0,06	420	25	22,9
8	1650	0,9	0,04	520	40	23,0
9	1800	1,1	0,03	570	43	23,2
10	1950	1,35	0	620	55	23,2
11	2100	1,41	-0,01	660	57	23,4
12	2550	2	-0,06	800	87	23,4
13	2850	2,45	-0,11	900	106	23,6

6.Obliczenia.

a)określenie spadku ciśnienia

Wartości ∆hst dla kolejnych pomiarów zamieszczam w tabeli.

b)określenie prędkości przepływu

Wartości Us dla kolejnych pomiarów zamieszczam w tabeli

c) doświadczalny współczynnik strat tarcia λ˛

Dla temperatury wody T=23,1°C =296 K (uśrednionej), określam:

d) współczynnik teoretyczny strat tarcia λT

Dla przepływu laminarnego (Re<2200) - λT=Q/Re

Dla przepływu turbulentnego (Re>2300) -

7.Wielkości wyliczone.

L.p.	Qv m³/s	Us m/s	∆hst m	λD	Re	λT
1	0,0013	0,684	0,037	0,045	38250	0,022
2	0,0021	1,105	0,063	0,029	61794	0,02
3	0,0028	1,473	0,0816	0,021	105916	0,018
4	0,0036	1,894	0,1134	0,018	132424	0,017
5	0,0045	2,368	0,1512	0,015	155967	0,016
6	0,0053	2,789	0,189	0,014	206017	0,015
7	0,007	3,684	0,315	0,013	253104	0,0142
8	0,0086	4,526	0,504	0,014	279611	0,0141
9	0,0095	5	0,5418	0,012	294318	0,0137
10	0,01	5,263	0,693	0,014	323733	0,0135
11	0,011	5,789	0,7182	0,012	382619	0,0132
12	0,013	6,842	1,0962	0,013	441449	0,0123
13	0,015	7,894	1,3356	0,012	4301	0,0122

8.Rachunek błędu ∆λ

∆L=0,003 [m]

∆(∆hm)=1 [mm Hg]

∆(∆h)=0,013 [m H2O]

∆Qv=10 l/min=0,01/60 [m³/s]

9.Wykres zależności doświadczalnego i teoretycznego współczynnika strat liniowych od liczby Reynoldsa.

10.Wnioski.

Powstałe błędy są skutkiem nieszczelności pompy promieniowej(a tym samym małej jej sprawności), nieszczelności stanowiska, małej czystości płynu i jego turbulentnego przepływu.Zasadniczym powodem strat jest przepływ czynnika przez zawory, zwężki, wloty i wyloty przewodu.Z przepływem turbulentnym związane jest natomiast istnienie intensywnych wirów lub oderwań strugi,którym towarzyszy proces dysypacji energii.

---