Numer grupy	Imię i nazwisko Rachwał Bartosz		Nazwisko prowadzącego dr Pająk
11	Numer 1	Temat ćwiczenia Określenie średniej prędkości przepływu gazu.	Ocena

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie średniej prędkości przepływu gazu w rurociągu przy zastosowaniu różnych metod pomiaru oraz ich porównanie.

Określenie średniej prędkości przepływu gazu przy użyciu zwężek pomiarowych. PN-93/M-53950/01

Schemat stanowiska pomiarowego.

• parametry otoczenia:

• p_b = 99900 Pa

• t₀ = 18 °C

• ϕ = 0,52

• dysza ISA z pomiarem przytarczowym,

• średnica rurociągu: D = 500 mm

• średnica otworu zwężki d_t = 350 mm

• współczynnik przewężenia β = 0,7

• moduł zwężki m = 0,49

• wyniki pomiarów:

• spadek ciśnienia na zwężce Δh = mm sł. alk.

• ciśnienie przed zwężką h₁ = 7 mm sł. alk.

• ciśnienie nasyconej pary wodnej p″ = 2330 Pa

• gęstość nasyconej pary wodnej ρ″ = 0,01729 kg/m³

Część obliczeniowa.

wyznaczenie współczynnika przepływu C

obliczenie liczby ekspansji ε₁

c) wyznaczenie gęstości powietrza wilgotnego

wyznaczenie strumienia masy

wyznaczenie strumienia objętości

wyznaczenie C_śr

wyznaczenie Re_rz

wyznaczenie C_rz

Uzyskana wartość C_rz po zaokrągleniu do trzech miejsc po przecinku nie różni się od wcześniej obliczonej wartości C, więc nasze obliczenia możemy uznać za poprawne.

zestawienie wielkości obliczonych

- gęstość powietrza wilgotnego
- spadek ciśnienia na zwężce
- ciśnienie bezwzględne przed zwężką
- współczynnik przepływu
- liczba ekspansji
- strumień objętości
- strumień masy
- prędkość średnia

II. Określenie średniej prędkości gazu w oparciu o pomiar rurką spiętrzającą Prandtl'a

Schemat stanowiska pomiarowego.

2. Parametry otoczenia:

• p_b = 99900 Pa

• t₀ = 18 °C

• ϕ = 0,52

Obliczenie prędkości w danym przekroju

4. Tabela pomiarowa.

Odległość od ścianki	[mm]	0	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500
Wysokość ciśnienia dynam.	Hdi [mm sł]	6	10	16	18	21	23	18	16	10	7	6
Ciśnienie dynamiczne	pdi [Pa]	48	81	129	146	170	186	145	129	80	56	48
Prędkość gazu	Ci [m/s]	9,06	11,7	14,8	15,7	16,9	17,7	15,7	14,8	11,7	9,8	9,06

5. Graficzne opracowanie wyników

Zestawienie wyników obliczeń

Parametr		Metoda I	Metoda II
	[m/s]	11,674	13,78
	[m^3/s]	2,292	2,7057
	[kg/s]	2,709	3,197

Wnoiski:

Jak widać z powyższej tabeli, wyniki uzyskane w poszczególnych metodach pomiarach, różnią się od siebie o ok. 15 %. Jest to spowodowane wieloma czynnikami, m in.:

• błąd przy odczycie wskazań urządzeń pomiarowych,

• pewna niedokładność manometrycznych urządzeń pomiarowych,

• ograniczenie wynikające z samej konstrukcji rurki Prandtl'a, która uniemożliwia dotarcie do wewnętrznych krawędzi rurociągu (uniemożliwia to grubość samej rurki oraz jej promień zaokrąglenia),

• zaobserwowany przepływ w rurociągu ma charakter turbulentny , co pociąga za sobą niestabilność wskazań przyrządów pomiarowych (utrudniony odczyt),

• stosunkowo niewielkie zagęszczenie punktów pomiarowych podczas pomiarów rurką Prandtl'a (pomiary były dokonywane co 50 mm). Większe ich zagęszczenie spowodowałoby wierniejsze odtworzenie profilu prędkości,

• na ewentualny błąd pomiaru może mieć jeszcze wpływ możliwość nieosiowego ustawienia rurki pomiarowej w stosunku do osi rurociągu.

Uważam, że dokładniejsza jest metoda określania średniej prędkości przepływu gazu za pomocą zwężki pomiarowej, ze względu na to, że podczas pomiarów tą metodą wykonujemy mniej pomiarów pośrednich. W metodzie pomiaru za pomocą rurki Prandtl'a mamy natomiast więcej „możliwości” uzyskania błędnych wyników. Jest to jednak metoda znacznie tańsza, nie wymagająca poważnych ingerencji w sam rurociąg (potrzebny tylko otwór do wprowadzenia rurki). Dodatkową jej zaletą jest to, że daje ona możliwość wyznaczenia profilu prędkości oraz wartości C_max, czego nie umożliwia metoda określania średniej prędkości przepływu gazu przy użyciu zwężek pomiarowych.

---