Schemat stanowiska
Wzory wyjściowe i wynikowe
Wysokość strat energetycznych można obliczyć z zależności (równanie Bernoulliego):
Całkowita wysokość ciśnienia:
Kinematyczny współczynnik lepkości w danej temperaturze:
Zależności między prędkością i strumieniem objętości cieczy:
Wzór wynikowy aby obliczyć liczbę Reynoldsa:
Dla przepływu turbulentnego współczynnik oporu liniowego:
Wysokość strat miejscowych przedstawia zależność:
Wartość strat liniowych wyznaczam ze wzoru:
Aby obliczyć wysokość ciśnienia absolutnego od wysokości energii odejmuję wartość:
Tabele pomiarowa
nr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mm |
dm |
m/s |
- |
- |
- |
dm |
dm |
dm |
1 |
959 |
11,19 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
|
0,059 |
|
1,171 |
2 |
932 |
10,92 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
|
|
|
1,171 |
3 |
919 |
10,79 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
50,0 |
|
0,219 |
1,171 |
4 |
909 |
10,69 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
|
0,030 |
|
1,171 |
5 |
900 |
10,60 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
|
|
|
1,171 |
6 |
867 |
10,27 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
100,0 |
|
0,438 |
1,171 |
7 |
856 |
10,16 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
|
0,030 |
|
1,171 |
8 |
851 |
10,11 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
15,0 |
0,117 |
0,066 |
1,171 |
9 |
823 |
9,83 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
|
0,059 |
|
1,171 |
10 |
810 |
9,70 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
50,0 |
|
0,219 |
1,171 |
11 |
691 |
8,51 |
1,052 |
7596 |
0,03389 |
30,0 |
0,167 |
0,574 |
5,646 |
12 |
600 |
7,60 |
1,418 |
8818 |
0,03265 |
30,0 |
0,068 |
1,004 |
10,252 |
13 |
554 |
7,14 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
48,5 |
0,449 |
0,212 |
1,171 |
14 |
529 |
6,89 |
0,479 |
5126 |
0,03739 |
|
0,117 |
|
1,171 |
Oznaczenia symboli:
- strumień objętości przepływającej cieczy
- zmierzona wysokość ciśnienia
- wysokość, którą należy dodać z powodu niewłaściwego ustawienia skali
- liczba Reynoldsa
- kinematyczny współczynnik lepkości
- szybkość przepływu cieczy
- temperatura wody
- średnica rury dla przekrojów: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13, 14
- średnica rury dla przekroju: 11
- średnica rury dla przekroju: 12
- straty miejscowe
- straty liniowe w rurach
- wysokość prędkości - aby wyznaczyć wysokość ciśnienia absolutnego
- współczynnik oporu liniowego
- współczynnik strat miejscowych w przepływie ze zbiornika do rury
- współczynnik strat miejscowych w przepływie z rury do zbiornika
Dane, przydatne do obliczeń:
Przykładowe obliczenia
Obliczenia wykonuję dla punktu numer 1.
Wykresy
Wykres Ancony (w załączniku)
Wnioski
Linia energii jest najwyżej, wraz z przepływem przez rury jej wartość cały czas spada. Niżej znajduje się linia ciśnień barometrycznych, która jest przesunięta o wysokość prędkości w danym przekroju rury. Linia ciśnień piezometrycznych jest przesunięta względem w linii ciśnień barometrycznych o
.
Ze względu na budowę stanowiska pomiarowego do zmierzonej wysokości należało dodać wysokość
aby otrzymać poprawne wielkości. Na wykresie zaznaczyłam je jako punkty, są niżej od linii ciśnień piezometrycznych.
Punkty wyznaczone na podstawie doświadczenia nie pokrywają się z wykresem teoretycznym. Świadczy to o niedokładnościach pomiarowych tej metody oraz błędnych założeniach w obliczeniach. Wraz z oddalaniem od pierwszego punktu pomiarowego różnice pomiędzy doświadczalnym i teoretycznym wykresem zwiększają się. Świadczy to o nakładaniu się błędów.
Założyłam, że rury są hydraulicznie gładkie, co zmniejsza dokładność obliczeń. Również wartości współczynnika strat miejscowych są przyjęte jako stałe.
Innym powodem niedokładności może być błąd odczytu przez człowieka wysokości w rurkach, ze względu na drgania cieczy oraz menisk na jej powierzchni. Trudno było także ustawić idealnie wartość strumienia przepływu, co też wpływa na mniejszą dokładność.