LABORATORIUM Z MECHANIKI PŁYNÓW
WYDZIAŁ	:	WNiG	SKŁAD ZESPOŁU: Dominika Sołtys
ROK	:	II
GRUPA	ROK	2
TEMAT: Wyznaczanie krzywej kalibracyjnej rotametru.
Data wykonania: 7.06.2010			Data zaliczenia:	Ocena:

 Wprowadzenie

Rotametr jest przyrządem pływakowym, w którym przepływ zachodzi od dołu ku

górze, przez rozszerzający się przewód (często stożkowy). Pływak ma zazwyczaj ukośne

nacięcia wprowadzające go w ruch obrotowy, co sprzyja stabilizacji jego położenia, gdyż

podczas pomiaru jest on zawieszony w poruszającym się płynie.

Równanie przepływu można uzyskać podobnie jak dla zwężek pomiarowych,

przyjmując najpierw, że płynie ciecz doskonała, a następnie wprowadzając

doświadczalny współczynnik przepływu C uwzględniający lepkość płynu.

W rotametrze jednak, w przeciwieństwie do zwężek, przepływ odbywa się przy

stałej (w rzeczywistości prawie stałej) różnicy ciśnień, ale za to zmienia się

pierścieniowe pole przekroju przepływowego. Pole to tworzy ściana rury i krawędź

pływaka. W miarę wzrostu strumienia objętości, pływak unosi się ku górze i zatrzymuje

dopiero wtedy, gdy siły działające na niego znajdą się w równowadze.

Możemy zapisać najpierw wzór taki sam jak dla zwężki:

gdzie: β2 = As/A,

As - pole przekroju szczeliny między pływakiem i rurą,

A - pole przekroju poprzecznego rury

Ciężar pozorny pływaka jest równoważony przez siły ciśnieniowe, a więc:

gdzie: mp - masa pływaka,

Ap - pole rzutu pływaka na płaszczyznę poziomą,

Vp - objętość pływaka,

_p - różnica ciśnień przed i za pływakiem,

Rys.4.1. Rozkład sił działających na pływak podczas przepływu płynu

Stąd:

a po odpowiednich podstawieniach i uporządkowaniu, otrzyma się:

Wysokość położenia pływaka ustala się w zależności od qV, odpowiednio do

zmiany wielkości Ap/A, która jest funkcją z. Współczynnik przepływu, podobnie jak w

zwężkach zależy od liczby Reynoldsa i w dobrych rotametrach ustala się już od początku

skali przyrządu. Zakres pomiarowy rotametrów wynosi zwykle 1 : 10 (zwężki 1 : 5).

Podczas przepływu gazu najczęściej jego gęstość ρx różni się od gęstości ρ gazu

zastosowanego do wzorcowania przyrządu. Wtedy:

Wobec Vpρ/mp << 1 oraz Vpρx/mp << 1 (pływak jest najczęściej metalowy, stąd masa

gazu o objętości pływaka jest mała w stosunku do jego masy), będzie:

Tak więc strumień objętości qVx gazu o gęstości ρx otrzyma się, mnożąc wskazanie qV

rotametru wzorcowanego gazem o gęstości ρ przez współczynnik poprawkowy o

wartości r rx / . Warunki wzorcowania, umożliwiające obliczenie gęstości ρ, są

podawane na rurze rotametru. 

  

Wykres.

 

 

Wnioski:

 

Jak widać na wykresie, wartość objętościowego natężenia przepływu powietrza pomimo ciągłego wzrostu natężenia przepływu zależność ta nie wydaje się być liniową, jednak może to być skutkek czynnika ludzkiego przy niedokładnym przeprowadzeniu badania.