Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynników oporów przepływu oraz współczynników oporów lokalnych i długości zastępczych dla kilku elementów armatury, w oparciu o pomiary spadków ciśnień przy przepływie powietrza przez rury.

Schemat aparatury

Obliczenia.

Obliczenie gęstości z równania stanu dla powietrza:

Obliczenia dla rury prostej:

Obliczenie prędkości przepływu powietrza:

Obliczenie wartości doświadczalnego współczynnika oporów:

Obliczenie wartości liczby Reynoldsa dla przepływającego powietrza:

Obliczenie literaturowego współczynnika oporów przepływu:

Obliczenia dla rury z zaworem grzybkowym:

Obliczenie prędkości przepływu powietrza:

Obliczenie wartości liczby Reynoldsa dla przepływającego powietrza:

Obliczenie współczynnika oporów przepływu:

Obliczenie współczynnika oporu miejscowego:

Obliczenie długości zastępczej dla zaworu:

Obliczenia dla rury z zaworem kulowym:

Obliczenie prędkości przepływu powietrza:

Obliczenie wartości liczby Reynoldsa dla przepływającego powietrza:

Obliczenie współczynnika oporów przepływu:

Obliczenie współczynnika oporu miejscowego:

Obliczenie długości zastępczej dla zaworu:

Obliczenia dla rury z rozszerzeniem przekroju:

Obliczenie prędkości gazu w przekroju większym:

Obliczenie prędkości gazu w przekroju mniejszym:

Obliczenie wartości liczby Reynoldsa dla mniejszego przekroju:

Obliczenie współczynnika oporów przepływu dla mniejszego przekroju:

Obliczenie współczynnika oporu miejscowego:

Obliczenie teoretycznego współczynnika oporu miejscowego dla rozszerzenia przekroju:

Obliczenie długości zastępczej:

Obliczenia dla rury z kolankami:

Obliczenie prędkości przepływu powietrza:

Obliczenie wartości liczby Reynoldsa dla przepływającego powietrza:

Obliczenie współczynnika oporów przepływu:

Obliczenie współczynnika oporu miejscowego:

Obliczenie długości zastępczej:

Zestawienie wynikow

Rodzaj badanego elementu	ΔpR [Pa]	Δp [Pa]	u [m/s]	Re	λlit	λdośw
rura prosta	81	170	27,137	71761,142	0,0193	0,0167
		78	160	26,630	70420,430	0,0194	0,0163
		64	130	24,122	63787,212	0,0199	0,0162
		48	100	20,890	55241,561	0,0206	0,0166
		13	20	10,872	28749,940	0,0240	0,0123
		2	0	4,264	11275,731	0,0307	0,008
	ΔpR [Pa]	Δp [Pa]	u [m/s]	Re	λlit	ζ	Le [m]
zawór grzybkowy	30	790	16,515	43672,30	0,0219	4,479	8,590
		17	450	12,432	32875,21	0,0235	4,467	7,984
	zawór kulowy	63	290	23,932	63285,83	0,0199	0,400	0,844
		39	180	18,830	49794,09	0,0212	0,372	0,737
	rozszerzenie przewodu	8	130	34,112	45102,923	0,0217	0,594	0,575
						8,528			22551,462	0,0258
				2	50	17,056			22551,462	0,0258	0,597	0,486
						4,264			11275,731	0,0307
	kolanka	44	720	20,001	52890,69	0,0209	0,362	0,729
		35	580	17,838	47170,85	0,0215	0,353	0,690

Temperatura powietrza 24°C

Ciśnienie atmosferyczne 98800Pa

Wnioski.

Z otrzymanych wyników dla rury prostej widać, że im większe zadane ciśnienie na zwężce (większa prędkość przepływu gazu),tym większy spadek ciśnienia na odcinku pomiarowym rury i tym większa jest wartość liczby Reynoldsa (wszystkie wartości mieszczą się w zakresie przepływu burzliwego). Tym samym wzrasta wartość współczynnika oporów przepływu.

Wartości przez nas obliczone odbiegają od wartości teoretycznych współczynników, są od nich mniejsze. Może to wynikać z niedokładności empirycznego wzoru Blasiusa.

W przypadku rur z zaworami zależności między prędkością przepływu, liczbą Reynoldsa, współczynnikiem oporów przepływu jest taka sama jak dla rury prostej. Ze wzrostem prędkości przepływu wzrasta również wartość współczynnika oporów lokalnych oraz wartości długości zastępczych dla danego zaworu. Współczynniki oporów lokalnych oraz długości zastępcze są większe dla rury z zaworem grzybkowym.

Wszystkie te zależności są również prawidłowe dla rury ze skokową zmianą średnicy oraz dla rury z kolankami.

Na podstawie wyników można stwierdzić, że współczynnik oporów miejscowych przyjmuje największą wartość dla rury z zaworem grzybkowym,

---