8481

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA

im. Stanisława Staszica

w Krakowie

Pomiar profilu prędkości

1.Cel ćwiczenia.

Pomiar prędkości powietrza oraz wyznaczenie objętościowego natężenia i średniej prędkości przepływu powietrza jak również wyznaczenie współczynnika Coriolisa.

2.Teoria.

Natężenie przepływu - miara ilości płynu, substancji, mieszaniny, przepływającego przez wyodrębnioną przestrzeń, obszar lub poprzeczny przekrój w jednostce czasu.Rozróżniamy następujące metody wyrażania natężenia przepływu:

Masowe natężenie przepływu lub wydatek masowy określane symbolami G albo 0x01 graphic
; gdzie jednostką fizyczną jest:

masa/czas - najczęściej: kg/s

Objętościowe natężenie przepływu określane symbolami Q albo 0x01 graphic
; gdzie jednostką fizyczną jest:

objętość/czas - najczęściej: m³/s

Molowe natężenie przepływu lub wydatek molowy określane symbolem 0x01 graphic
; gdzie jednostką fizyczną jest:

liczba moli/czas - najczęściej: mol/s

Natężenie przepływu nazywane wydajnością jest podstawowym parametrem pracy pomp, układów pompowych i sprężarek a także turbin.

Współczynnik Coriolisa charakteryzuje nierównomierność rozkładu prędkości w przekroju poprzecznym rury

Gdy mamy do czynienia z równomiernym rozkładem prędkości współczynnik Coriolisa równy jest 1.

Określenie rozkładu (profilu) prędkości przepływu płynu w przekroju przewodu polega na przyporządkowaniu wartości prędkości każdemu punktowi tego przekroju. Można to wykonać mierząc prędkości przepływu w wybranych punktach przekroju i na tej podstawie wnioskując o prędkości całego przekroju. Wybór punktów pomiarowych zależy od kształtu przewodu. W przewodzie o przekroju kołowym poszczególne punkty można wybrać na przecięciu okręgów o promieniu r i prostopadłych względem siebie średnic.

Termoanemometr - przyrząd pomiarowy służący do pomiaru prędkości przepływu powietrza Nagrzewany prądem czujnik jest chłodzony określonym strumieniem powietrza, co powoduję zmianę proporcji natężenia prądu oraz oporności włókna. Termoanemometr jest zwykle stosowany w laboratoriach aerodynamicznych do prowadzenia różnorodnych badań związanych z aerodynamiką.

Anemometr - przyrząd służący do mierzenia prędkości ruchu gazów i cieczy, a zwłaszcza wiatru. Niektóre anemometry wskazują również kierunek ruchu.
Anemometr, który rejestruje graficznie prędkość lub kierunek wiatru nazywa się anemografem.

3.Schemat stanowiska.

Wentylator połączony z lutniociągiem o średnicy 315 mm.

4.Przebieg ćwiczenia.

Rozkład prędkości w przewodzie kołowym o promieniu R wyznacza się na stanowisku pomiarowym. Stanowisko to składa się z rury metalowej o nieznanej chropowatości, przepływ następuje pod wpływem działania wentylatora podłączonego do źródła prądu. Przepływ powietrza mierzy się termoanometrem stałoprądowym. Sondowanie odbywa się wzdłuż poziomej średnicy przewodu, do ustalenia czujnika w odpowiednim miejscu pomiarowym służy mechanizm z podziałką, regulowany ręcznie.

5.Wyniki pomiarów.

Pomiar nr 1

Odległość pkt od osi przewodu r	V 1	V 2	V 3	Średnia z pomiarów
[m]	[m/s]	[m/s]	[m/s]	[m/s]
0,15	0,8	0,73	0,7	0,743
0,13	0,8	0,77	0,78	0,783
0,11	0,95	0,96	0,97	0,927
0,09	0,94	0,93	0,91	0,947
0,07	0,95	0,94	0,95	0,947
0,05	1,05	1,03	0,96	1,013
0,03	0,97	0,96	0,98	0,970
0,01	0,99	0,98	0,97	0,980
0,01	0,98	0,98	0,96	0,973
0,03	0,93	0,95	0,93	0,937
0,05	0,87	0,9	0,89	0,887
0,07	0,45	0,44	0,39	0,427
0,09	0,26	0,27	0,29	0,273
0,11	0,26	0,26	0,27	0,263
0,13	0,26	0,26	0,27	0,263
0,15	0,31	0,32	0,34	0,323

Pomiar nr 2

Odległość pkt od osi przewodu r	V 1	V 2	V 3	Średnia z pomiarów
[m]	[m/s]	[m/s]	[m/s]	[m/s]
0,15	0,91	0,93	0,94	0,93
0,13	1,06	1,07	1,04	1,06
0,11	1,05	1,1	1,15	1,36
0,09	1,41	1,33	1,34	2,32
0,07	2,15	2,34	2,47	2,32
0,05	3	3,04	2,99	3,01
0,03	3,16	3,18	3,19	3,18
0,01	3,2	3,21	3,23	3,21
0,01	3,33	3,34	3,32	3,33
0,03	3,13	3,16	3,18	3,16
0,05	3,36	3,37	3,38	3,37
0,07	3,13	3,15	3,18	3,15
0,09	3,34	3,31	3,28	3,31
0,11	2,91	2,82	2,87	2,87
0,13	2,95	2,81	2,68	2,81
0,15	1,66	1,55	1,39	1,53