Schemat stanowiska
Wzory wyjściowe i wynikowe
Wartości wysokości ciśnienia
odczytywaliśmy z urządzenia pomiarowego.
Współczynnik
obliczam na podstawie następującej zależności między średnicami:
Wysokość ciśnienia
w poszczególnych przekrojach konfuzora obliczam z zależności:
gdzie
jest zależnością odległości przekroju pomiarowego od początku konfuzora do całej jego długości.
Wysokość ciśnienia
w poszczególnych przekrojach dyfuzora obliczam z zależności:
gdzie
jest zależnością odległości przekroju pomiarowego od końca dyfuzora do całej jego długości.
Jako wartość
przyjmuję wysokość ciśnienia w przekroju 1 (
).
Tabele pomiarowe
nr przekroju |
|
|
|
Podział konfuzora i dyfuzora |
|
|
cm |
|
|
|
cm |
0 |
71,2 |
|
|
0,0 |
70,5 |
1 |
70,5 |
|
|
0,2 |
67,2 |
3 |
66,7 |
|
|
0,4 |
62,2 |
4 |
48,3 |
|
|
0,6 |
54,0 |
2 |
8,4 |
|
|
0,8 |
40,1 |
5 |
17,8 |
|
|
1,0 |
15,0 |
6 |
35,9 |
|
|
1,0 |
15,0 |
7 |
45,8 |
|
|
0,9 |
29,5 |
8 |
51,7 |
|
|
0,8 |
40,1 |
9 |
55,5 |
|
|
0,7 |
48,0 |
10 |
58,1 |
|
|
0,6 |
54,0 |
11 |
60,2 |
|
|
0,5 |
58,6 |
12 |
61,1 |
|
|
0,4 |
62,2 |
|
|
|
|
0,3 |
65,0 |
|
|
|
|
0,2 |
67,2 |
|
|
|
|
0,1 |
69,0 |
|
|
|
|
0,0 |
70,5 |
Oznaczenia symboli:
- wysokość ciśnienia wyznaczona doświadczalnie
- wysokość ciśnienia teoretyczna
- strumień przepływu wody mierzony przez rotametry
- średnica rury w przewężeniu (minimalny przekrój)
- średnica rury (najszersze miejsce)
- współczynnik, który jest zależnością średnic
i
- przyspieszenie ziemskie
Dane, przydatne do obliczeń:
Przykładowe obliczenia
Współczynnik
:
Teoretyczna wartość wysokości ciśnienia
dla
, gdzie:
Wnioski
Rozkład ciśnienia wzdłuż zwężki Venturiego jest paraboliczny. Dla konfuzora można wykreślić jedną parabolę, a dla dyfuzora drugą.
Wykres teoretyczny wysokości ciśnienia w różnych przekrojach zwężki znacznie różni się od doświadczalnego, ze względu na to, że na wykresie teoretycznym nie są uwzględniane straty oraz działające siły na strugę cieczy.
Zaraz za konfuzorem zachodzi kontrakcja strugi (oderwanie od ścianek), co jest spowodowane zmianą przekroju rury. Wynika z działania sił bezwładności oraz oddziaływania międzycząsteczkowego wody.
Niedokładności pomiarów mogą być spowodowane niedokładnym odczytaniem wysokości ciśnienia oraz trudnościami z ustawieniem dokładnej wartości strumienia objętości.
Na podstawie wykresu mogę zauważyć, że wysokość ciśnienia zaraz za dyfuzorem jest niższa od ciśnienia mierzonego w większej odległości od jego końca. Wysokość ciśnienia po przepłynięciu przez zwężkę musi się ustabilizować i dlatego urządzeń pomiarowych nie montuje się od razu za przewężeniem (wtedy odczyt byłby fałszywy).