UNIWERSYTET ROLNICZY WYDZIAŁ TECHNOLOGII ŻYWNOŚCI KATEDRA INŻYNIERII I APARATURY PRZEMYSŁU SPOZYWCZEGO

Sprawozdanie nr 3

Temat : „Wyznaczanie profilu prędkości przepływu w przewodzie o przekroju kołowym ”

Cel ćwiczenia : Celem ćwiczenia jest wyznaczenie profilu prędkości przepływu płynu w rurociągu .

SCHEMAT URZĄDZENIA POMIAROWEGO:

S - Sonda Prandtla

M - Mikromanometr kompensacyjny

T - Termometr

W - Wentylator

• Średnica wewnętrzna rurociągu: D1 = 310 mm

• Średnica zewnętrzna rurociągu: D2 = 312 mm

• Całkowita długość rurociągu: L = 6321 mm

• Odległość pomiędzy punktem pomiarowym (pkt. A), a wylotem wentylatora: L1 = 5230 mm

• Odległość pomiędzy punktami pomiarowymi: L2 = 3700 mm

Pomiaru ciśnienia dynamicznego (na rurce Prandtla) dokonano mikromanometrem firmy Askania o zakresie 0-150 mm H₂O i dokładności odczytu 0,01 mm H₂O, nr fabr. 900795.

Pomiar ciśnienia statycznego za wentylatorem mikromanometrem firmy Askania o danych j.w., nr fabr. 900770.

Pomiar ciśnienia na rurociągu tłocznym termometrem elektronicznym o zakresie (-50) - 200 [⁰C.]

Temperatura powietrza w rurociągu: tp = 24,1 [°C]

Gęstość powietrza
= 1,189 [kg/m
]

Lepkość dynamiczna powietrza w rurociągu
= 18,55224·10
[
]

Ciśnienie statyczne ps = 1,78 [mm H₂O] = 17,46 [Pa]

Ciśnienie atmosferyczne patm = 100700 [Pa]

Nr punktu	Odległość punktu pomiarowego od wewnętrznej powierzchni rurociągu	Ciśnienie dynamiczne P		Prędkość przepływu płynu w [m/s]
					mm H2O	Pa
1i7	X1 = X7 =7	4,49	44,03	8,6
2i8	X2 = X8 =21	6,61	64,82	10,45
3i9	X3 = X9 =37	7,28	71,39	10,96
4i10	X4 = X10 =55	8,19	80,32	11,62
5i11	X5 = X11 =79	9,32	91,40	12,40
6i12	X6 = X12=111	10,38	101,79	13,10
7i13	X7= X13=154	11,12	109,05	13,54

• Do wyznaczenia profilu prędkości przepływu w przewodzie o przekroju kołowym stosujemy metodę, która polega na podzieleniu pola przekroju przewodu na szereg elementów- pierścieni i pomierzeniu ciśnienia dynamicznego gazu w określonym punkcie każdego z tych elementów.

Prędkość odpowiadającą pomierzonemu ciśnieniu dynamicznemu oblicza się ze wzoru :

gdzie :
- prędkość lokalna gazu w danym punkcie pomiarowym [m/s]

- ciśnienie dynamiczne lokalne pomierzone w poszczególnych punktach [Pa]

- gęstość gazu w przekroju pomiarowym [kg/m³]

OBLICZENIA :

(1i7) (2i8)

=
= 8,6 m/s
=
= 10,45 m/s

(3i9) (4i10)

=
= 10,96 m/s
=
= 11,62 m/s

(5i11) (6i12)

=
= 12,40 m/s
=
= 13,10 m/s

(7i13)

=
= 13,54 m/s

• Średnią prędkość dla pełnego przekroju określa się jako średnią arytmetyczną z prędkości lokalnych:

gdzie :
- prędkości lokalne gazu w poszczególnych punktach elementów pomiarowych

n - liczba punktów pomiarowych

= 11,52 m/s

• Określono rodzaj przepływu :

Re =
, gdzie :
- średnia prędkość przepływu badanego płynu [m/s]

- średnica przewodu [m]

- gęstość płynu [kg/m³]

-lepkość dynamiczna płynu [Pa
]

Re =
= 228875

A zatem przepływ badanego płynu był burzliwy .

• W przybliżeniu rozkład prędkości dla przepływu turbulentnego można wyrazić wzorem :

Gdzie :

R -promień przewodu [mm]

r - odległość punktu pomiarowego od osi przewodu [mm]

n - współczynnik zależny od liczby Reynoldsa

Dla Re równej 228875 n wynosi

WARTOŚCI WYKORZYSTANE DO OBLICZEŃ :

	13,54	13,54	13,54	13,54	13,54	13,54	13,54	13,54
r [m]	155	146	132	123	116	98	74	42
R [m]	155	155	155	155	155	155	155	155
n	1/9	1/9	1/9	1/9	1/9	1/9	1/9	1/9
	0	0,00095634	0,01080512	0,011506973	0,01202513	0,012518835	0,013000934	0,01348262

M

S

T

W

W

M

---