SZKOŁA GŁÓWNA SŁUŻBY POŻARNICZEJ |
|||||
KATEDRA TECHNIKI POŻARNICZEJ |
LABORATORIUM HYDROMECHANIKI |
||||
Ćwiczenie nr: |
2 |
Pluton: III
Grupa: A |
Imię i nazwisko |
Ocena |
|
Temat: OKREŚLANIE WYDATKU ZA POMOCĄ POMIARU ROZKŁADU PRĘDKOŚCI DLA PRZEPŁYWU OSIOWO- SYMETRYCZNEGO. |
|
Miszkin Mariusz |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
Prowadzący: bryg. mgr inż. Wojciech Zegar |
Data wykonania: 16.02.2003 r. |
Data złożenia: 02.03.2003 r. |
1. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest obliczenie ciśnienia dynamicznego panującego w przewodzie, zmierzenie prędkości powietrza w poszczególnych przekrojach przewodu, wydatku rzeczywistego Qrz oraz wydatku teoretycznego Qt na kryzie korzystając z tabeli pomiarowej uzyskanych podczas badania wyników, a następnie porównanie wielkości określających współczynnik wydatku kryzy α.
2. Opis stanowiska pomiarowego:
Stanowisko pomiarowe składa się z pomiarowej rury poziomej oraz pionowej rury z kryzą. Przepływ powietrza jest wymuszony wentylatorem odśrodkowym, napędzanym przez silnik elektryczny. Regulację wydatku uzyskuje się przez zmianę położenia regulatora wydatku.
Ciśnienie dynamiczne jest mierzone rurką Prandtla, która jest przesuwana w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przepływu. Do kontroli ustawienia rurki pomiarowej względem ścianki rury służy odpowiednia podziałka. Mikromanometr jest połączony różnicowo z rurką Prandtla. Ciśnienie różnicowe na kryzie jest wskazywane przez drugi mikromanometr.
3. Wykonane pomiary:
Lp. |
R [mm] |
lPrandtla [mm] |
lkryzy [mm] |
1 |
45 |
103 |
120 |
2 |
42 |
116 |
120 |
3 |
39 |
123 |
119 |
4 |
36 |
129 |
|
5 |
33 |
134 |
|
6 |
30 |
136 |
|
7 |
27 |
138 |
|
8 |
24 |
140 |
|
9 |
21 |
140 |
|
10 |
18 |
141 |
|
11 |
15 |
142 |
|
12 |
12 |
143 |
|
13 |
9 |
144 |
|
14 |
6 |
144 |
|
15 |
3 |
144 |
|
4. Obliczenia
Lp. |
pd [Pa] |
V(R) [m/s] |
R·V(R) [m2/s] |
1 |
31,52 |
6,96 |
0,313 |
2 |
35,50 |
7,39 |
0,310 |
3 |
37,64 |
7,60 |
0,296 |
4 |
39,50 |
7,79 |
0,280 |
5 |
41,13 |
7,95 |
0,262 |
6 |
41,75 |
8,0 |
0,242 |
7 |
42,36 |
8,06 |
0,217 |
8 |
42,94 |
8,12 |
0,195 |
9 |
42,94 |
8,12 |
0,170 |
10 |
43,24 |
8,15 |
0,147 |
11 |
43,86 |
8,21 |
0,098 |
12 |
44,16 |
8,23 |
0,074 |
13 |
44,16 |
8,23 |
0,049 |
14 |
44,16 |
8,23 |
0,024 |
5. Przykładowe obliczenia:
Obliczanie ciśnienia dynamicznego:
Dane:
Obliczenia:
|
Dane:
Obliczenia:
|
Obliczanie prędkości powietrza:
Dane:
Obliczenia:
|
Dane:
Obliczenia:
|
Obliczanie iloczynu
Dane:
Obliczenia:
|
Dane:
Obliczenia:
|
4. Obliczenie pola trójkąta z wykresu:
Dane: Obliczenia:
d = 19,2 [cm] F = 1/2 · d · h
h = 12,52 [cm] F = 120,2 [cm2]
5. Obliczanie wydatku rzeczywistego:
Obliczenie κ z wykresu:
x → 1 cm = 0,0025 [m] κ = x · y = 0,0000625 [m3/s/cm2]
y → 1 cm = 0,025 [m2/s]
Dane: Obliczenie:
Π = 3,14 Qrz = 2 · Π · F · κ
F = 120,2 [cm2] Qrz = 0,047 [m3/s]
κ = 0,0000625 [m3/s/cm2]
6. Obliczenia dla kryzy:
średnie wychylenie cieczy w mikromanometrze podłączonym do kryzy
Dane:
Obliczenia:
|
h= lśr sin α [m]
h= 0,119 ⋅ 0,1= 0,0119 [m]
Obliczanie wydatku teoretycznego kryzy:
Dane:
h= 0.011
Obliczanie współczynnika wydatku dla kryzy:
Wnioski:
Po przeprowadzaniu ćwiczenia od razu można było zauważyć, że ciśnienie dynamiczne nie jest takie same w całym przekroju przewodu.
Z przeprowadzonych obliczeń możemy wywnioskować, że wydatek rzeczywisty Qrz jest mniejszy w porównaniu z wydatkiem teoretycznym Qt. Jego stosunek określony został współczynnikiem wydatku α, który wyniósł 0,72.
Rozbieżności pomiędzy tymi wydatkami mogą być spowodowane np. niedokładnością odczytu z podziałki manometru w czasie wykonywania ćwiczenia.
I
- 5 -