|
Laboratorium Hydromechaniki |
|
|
Badanie ruchu laminarnego. |
|
|
|
|
Data wykonania
|
Ocena |
Podpis |
|
|
|
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest praktyczne zastosowanie prawa Hagena-Poisaulle'a do wyznaczenia dynamicznego współczynnika lepkości, podczas laminarnego przepływu cieczy
Schemat stanowiska pomiarowego.
3
4
6 2 5 5 1 7
Oznaczenia:
ultratermostat
przewód pomiarowy
piezometry
rotametr
termometry
przewód stabilizacyjny
przewód pierwotny
Tabela pomiarowa.
Temperatura wody [0C] |
Natężenie przepływu Q |
Temperatura wejściowa t1 |
Temperatura wejściowa t2 |
Δp [mm H2O] |
|
30 |
0,00000445 |
30,8 |
30 |
170 |
|
|
0,0000056 |
30,8 |
30,2 |
200 |
|
|
0,0000112 |
31 |
30,4 |
930 |
|
40 |
0,0000058 |
36,8 |
35,6 |
330 |
|
|
0,0000083 |
36,2 |
36,4 |
600 |
|
|
0,0000112 |
37,8 |
37 |
880 |
|
50 |
0,0000053 |
42,2 |
40 |
300 |
|
|
0,0000064 |
44,6 |
43 |
410 |
|
|
0,0000106 |
56,6 |
45,4 |
940 |
|
60 |
0,0000036 |
52,8 |
50 |
140 |
|
|
0,0000078 |
55 |
52,6 |
460 |
|
|
0,0000112 |
56,6 |
54,8 |
960 |
|
Tabela wartości wielkości obliczonych A.
Natężenie przepływu Q [m3/s] |
Δ p [ Pa] |
μ [kg/m⋅s] |
λ |
t śr [0C] |
V śr [m/s] |
V max [m/s] |
0,0000044 |
1677,8 |
4,16 |
1408,7 |
30,4 |
0,0063 |
0,0126 |
0,0000056 |
1974 |
3,9 |
1040 |
30,5 |
0,008 |
0,016 |
0,0000112 |
9178,2 |
9,05 |
1206,6 |
30,7 |
0,016 |
0,032 |
0,0000058 |
3256,8 |
6,2 |
1613 |
36,2 |
0,0082 |
0,0164 |
0,0000083 |
5921,4 |
7,9 |
1440,5 |
36,3 |
0,0117 |
0,0234 |
0,0000112 |
8684,72 |
8,56 |
1155,8 |
37,4 |
0,0158 |
0,0316 |
0,0000053 |
2961 |
6,17 |
1755 |
41,1 |
0,0075 |
0,015 |
0,0000064 |
4046,3 |
6,99 |
1656,9 |
43,8 |
0,009 |
0,018 |
0,0000106 |
9276,9 |
9,67 |
1384,5 |
51 |
0,0149 |
0,0298 |
0,0000036 |
1381,7 |
4,24 |
1773,6 |
51,4 |
0,0051 |
0,0102 |
0,0000078 |
4539,5 |
6,43 |
1247 |
53,8 |
0,011 |
0,022 |
0,0000112 |
9474 |
9,34 |
1261,1 |
55,7 |
0,0158 |
0,0316 |
Tabela wartości wielkości obliczonych B.
Temperatury średnie w przewodzie [oC]
|
|
||||
30,5
|
36,6
|
45,3
|
53,6
|
Przykładowe obliczenia.
przeliczanie ΔP z [mm H20] na [Pa]
ΔP = 170 ⋅ 9,869 = 1677,8 [Pa]
obliczanie dynamicznego współczynnika lepkości
obliczanie wartości prędkości przepływu
obliczanie wartości współczynnika strat liniowych
Wykres zależności współczynnika lepkości μ od temperatury w przewodzie.
Wykres zależności współczynnika strat liniowych λ od temperatury.
9. Uwagi i wnioski:
Podczas ćwiczenia laboratoryjnego dla trzech wartości temperatury wody, oraz dla przyporządkowanych im wartości (dla każdego przypadku trzy) natężenia przepływu Q, wyznaczono , stosując prawo Hagena - Poisaulle'a, wartość dynamicznego współczynnika lepkości μ oraz współczynnika strat liniowych λ . Wyliczone zostały także wartości maksymalnej i średniej prędkości przepływu wody przez przewód. Zależności współczynników lepkości i strat liniowych od temperatury przedstawiono na wykresach, dla każdej wartości temperatury.
Jak wynika z wykresu 7, wraz ze wzrostem temperatury wody , wzrasta wartość współczynnika lepkości. Widać także, że wraz ze wzrostem temperatury wody, przebiegi krzywych współczynnika lepkości stają się bardziej liniowe. Jedynie dla najniższej wartości temperatury przebieg jest wyraźnie krzywoliniowy, natomiast dla temperatury 60 0C , przebieg krzywej współczynnika lepkości jest niemalże idealnie prostoliniowy.
Na wykresie 8, przedstawiono przebiegi krzywych współczynnika strat liniowych.
Jak na wykresie widać, wartości współczynników strat miejscowych (dla temperatury wody 30 i 60 0C), zmieniają się, osiągając wartości maksymalne dla krańcowych wartości przedziału temperatur. Zupełnie inne przebiegi mają krzywe przebiegu współczynnika strat miejscowych, dla temperatur wody 40 i 50 0C. Wykazują one tendencję spadkową, osiągając minimum dla wartości maksymalnej, a maksimum dla wartości minimalnej przedziału temperatur.