Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Środowiska Zakład Hydrauliki		Laboratorium Z Mechaniki Płynów
Skład zespołu: Izabela Skut Paweł Suchora Maciej Mijas Sławomir Klusek	grupa 2	r. 2008/2009		semestr zimowy
				Temat nr 16
		zespół 6	PRZEPŁYW W PRZEWODACH WENTYLACYJNYCH
Ćwiczenie wykonano	28.11.2008r.	Sprawozdanie oddano	05.12.2008r.
Ocena		Prowadzący	Dr inż. A. Malesińska

1. Wprowadzenie teoretyczne i cel ćwiczenia:

Gaz rzeczywisty jako lepki i ściśliwy przy przepływie napotyka na opory tarcia (identycznie jak w cieczy). Opory te są pokonywane kosztem energii mechanicznej (kinetycznej i potencjalnej), która zamieniana jest na energie cieplną lub na energię emitowaną w postaci drgań.

• Pomiar prędkości strugi i natężenia przepływu strumienia powietrza :

Natężenie przepływu mierzone za pomocą pierścienia Recknagla.

Pierścień Recknagla jest zainstalowany w części przewodu o kołowym poprzecznym przekroju. Jest on zespołem rurek Pitote'a, usytuowanych osiowo symetrycznie i w ten sposób, że ciśnienie dynamiczne mierzone jest w takiej odległości od ścianki przewodu, w której prędkość jest równa prędkości średniej. Przy średnicy przewodu D=200 mm odległość ta wynosi y=22,3 mm. Średnia prędkość w przewodzie określona jest wzorem:

gdzie

Natomiast objętościowe natężenie przepływu obliczamy ze wzoru:

• Opory liniowe:

Opory liniowe w przewodach wentylacyjnych oblicza się ze wzoru Darcy - Weisbacha:

• Opory miejscowe:

Opory miejscowe obliczane są ze wzoru:

Współczynniki oporów miejscowych odnoszone są zwykle do prędkości w przewodzie za przeszkodą. W trójnikach współczynniki odnoszone są do prędkości w tym odcinku przewodu, w którym natężenie przewodu jest największe.

• Wyznaczenie współczynnika
  oraz liczby Re

Dla wyznaczenia zależności
służy prosty odcinek przewodu. Współczynnik
wyznacza się laboratoryjnie na podstawie wzoru Darcy - Weisbacha (po przekształceniu):

Jednocześnie określając wartości współczynnika
należy za każdym razem obliczać odpowiadające im liczby Re.

• Wyznaczenie współczynnika oporów miejscowych:

Współczynnik
wyznacza się na podstawie wzoru na całkowite opory hydrauliczne (liniowe i miejscowe łącznie):

Wartość współczynnika
oblicza się ze wzoru:

gdzie:

- strata ciśnienia na pokonanie całkowitych oporów hydraulicznych,

- średnia prędkość przepływu powietrza w odcinku przewodu, na którym zainstalowany jest badany opór miejscowy.

Po przekształceniu otrzymujemy:

• Wyznaczanie objętościowego natężenia przepływu:

• Wyznaczanie współczynnika chropowatości k za pomocą wzoru Colebrooka - White'a wykorzystując zależność
  

2. Obliczanie wielkości hydraulicznych:

• 
  - przyśpieszenie ziemskie

• 
  - gęstość wody odczytana z tablic dla danej temp.

• 
  - gęstość powietrza

• 
  - gęstość powietrza

• 
  - temperatura powietrza

• p=101325[Pa] - ciśnienie powietrza

• R=288,3[J/kgK] - stała gazowa powietrza

• 
  - kinematyczny współczynnik powietrza obliczony ze wzoru:
  ,
  - dynamiczny współczynnik lepkości gazów odczytany z tablic dla powietrza o temperaturze T=293K.

Wyniki pomiarów przedstawione w tabli:

L.p
	6	7	8	9
1	0,00451	0,00632	0,00327	0,00594
					2	0,00379	0,00583	0,00261	0,00464
					3	0,00346	0,00424	0,00235	0,00396
					4	0,00303	0,00397	0,00199	0,00357
					5	0,00242	0,00276	0,00150	0,00253
					6	0,00217	0,00250	0,0012	0,00238
					7	0,00192	0,00196	0,00101	0,00193
					8	0,00159	0,00167	0,00077	0,00163
					9	0,00112	0,00124	0,00041	0,00119
					10	0,00097	0,00072	0,00022	0,00086

Objętościowe natężenie przepływu powietrza Q wyznaczone przy pomocy pierścienia Recknagla:

L.p					v [m/s]
	6	7	8	9
1	0,00451	0,00632	0,00327	0,00594	10,153	0,3188
							2	0,00379	0,00583	0,00261	0,00464	9,751	0,3062
							3	0,00346	0,00424	0,00235	0,00396	8,316	0,2611
							4	0,00303	0,00397	0,00199	0,00357	8,047	0,2527
							5	0,00242	0,00276	0,00150	0,00253	6,710	0,2107
							6	0,00217	0,00250	0,0012	0,00238	6,386	0,2005
							7	0,00192	0,00196	0,00101	0,00193	5,654	0,1775
							8	0,00159	0,00167	0,00077	0,00163	5,219	0,1639
							9	0,00112	0,00124	0,00041	0,00119	4,497	0,1412
							10	0,00097	0,00072	0,00022	0,00086	3,427	0,1076

---