Wydział Chemiczny

Wyznaczanie współczynnika przepływu

w zwężkach pomiarowch dla cieczy

Laboratorium inżynierii chemicznej

Grupa 2

(TCC3055l)

Czwartek 8:15-11.00

Opracował:

Składowe			Punktacja
I	Opracowanie arkusza wyników (schemat aparatury, metodyka badań, wyniki badań), oznaczenia		(0-5), min. 2
II	Przykład obliczeniowy		(0-5), min. 3
III	Wnioski		(0-5), min. 2
∑
Punkty	Ocena
< 8 8 - 9 10 11-12 13 14 15	2.0 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

Wrocław, 25.05.2006

Oznaczenia

	m				masowe natężenie przepływu cieczy		kg/s
	V			objętość zbiornika		m^3

				pole powierzchni	m^2
				średnica		m
				przyspieszenie ziemskie		m/s^2
				różnica poziomów cieczy manometrycznej		m
	η			lepkość cieczy		Pa *s
	Δp			różnica ciśnień		Pa
	ρ			gęstość		g/cm^3
	V°			strumień objętościowy
	ω			prędkość przepływu		m/s
symbole greckie
				współczynnik przepływu
indeksy dolne
		zw		zwężki
		1,2,3,4		numer zwężki
		r		rurociągu
		w		wody
		rt		rtęci
		z		zbiornika
		I - VIII		numer pomiaru

Liczby bezwymiarowe
Liczba Reynoldsa
Re=ω1* dzw1*ρw/ηw
Moduł zwężek
m= (dzw/drt)^2

Dane stałe:

d_zb = 0,530 m

d_zw1 = 27,35 *10^-3 m

d_zw2 = 31,83 *10^-3 m

d_zw3 = 33,55 *10^-3 m

d_zw4 = 35,55 *10^-3 m

d_r = 0,05 m

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wyskalowanie czterech zwężek pomiarowych o różnych modułach oraz wyznaczenie dla nich współczynnika przepływu.

2. Aparatura

Schemat instalacji badawczej pokazano na rysunku 1 - załącznik A.

3. Metodyka badań

Badania zostały wykonane zgodnie z metodyką zawartą w załączniku A.

4. Wyniki badań

Wyniki badań zostały zgromadzone w tabeli 1 - załącznik A.

5 Metodyka obliczeń - przykład obliczeniowy

Numer pomiaru	Δh zw.1 [mmHg]	Δh zw.2 [mmHg]	Δh zw.3 [mmHg]	Δh zw.4 [mmHg]	Czas napełniania zbiornika [s]
I	42	24	8	14	18,78
II	50	30	12	16	16,57
III	78	46	26	20	13,56
IV	116	62	36	24	9,68
V	156	86	51	36	8,18
VI	180	102	64	41	7,6
VII	232	126	80	51	7,3
VIII	280	150	100	62	6,87
IX	328	183	122	74	6,2
X	411	212	148	86	5,3
XI	482	241	170	98	4,9
XII	515	275	202	114	4,6

5.1 Obliczenia dla każdego natężenia przepływu wielkość liczby przepływu

1. różnicę ciśnień w manometrze obliczamy korzystając z zależności:

∆p = ∆h (ρHg - ρHO) g, Gdzie: ρHg - gęstość cieczy manometrycznej ρHO - gęstość wody Δh -różnica poziomów cieczy manometrycznej g - przyspieszenie ziemskie

(1)

∆p₁ = ∆h₁ (ρ_Hg - ρ_HO) g = 0,042m (13533,6kg/m³ - 998,21kg/m³)∙9,8 m/s² = 5164,831 Pa

b) obliczenia modułu zweżki:

(2)

3. pole powierzchni zwężki:

(3)

4. objętość zbiornika:

(4)

e) masowe natężenie przepływu cieczy:

(5)

6. prędkość przepływu cieczy:

(6)

7. współczynnik przepływu:

(7)

5.2 Obliczenia liczby Reynoldsa:

(8)

ZWĘŻKA 1 d₀=27,35mm

Δh (m)	t (s)	m (kg/s)	Δp (Pa)	α	αteor	Re
0,042	18,78	1,171773163	5164,9179	0,6215088	0,62	54378,73
0,05	16,57	1,328056729	6148,7118	0,6455947	0,62	61631,42
0,078	13,56	1,622853982	9591,9904	0,6316267	0,62	75312,14
0,116	9,68	2,273336777	14265,011	0,725543	0,63	105499,2
0,156	8,18	2,690207824	19183,981	0,7403752	0,64	124845,1
0,18	7,6	2,895513158	22135,362	0,7418526	0,64	134372,7
0,232	7,3	3,014506849	28530,023	0,6803002	0,64	139894,9
0,28	6,87	3,203187773	34432,786	0,6580088	0,62	148651
0,328	6,2	3,54933871	40335,549	0,6736571	0,64	164714,9
0,411	5,3	4,152056604	50542,411	0,7039968	0,62	192685,4
0,482	4,9	4,491	59273,582	0,7031498	0,64	208414,8
0,515	4,6	4,783891304	63331,732	0,7246129	0,64	222007,1

ZWĘŻKA 2 d₀=31,83mm

Δh (m)	t (s)	M (kg/s)	Δp (Pa)	α	αteor	Re
0,024	18,78	1,171773163	2951,3817	0,6070265	0,67	46710,6
0,03	16,57	1,328056729	3689,2271	0,615355	0,67	52940,56
0,046	13,56	1,622853982	5656,8149	0,6072538	0,66	64692,12
0,062	9,68	2,273336777	7624,4026	0,7327194	0,66	90622,43
0,086	8,18	2,690207824	10575,784	0,7362178	0,68	107240,2
0,102	7,6	2,895513158	12543,372	0,7276042	0,66	115424,4
0,126	7,3	3,014506849	15494,754	0,6815547	0,66	120167,8
0,15	6,87	3,203187773	18446,135	0,663753	0,66	127689,3
0,183	6,2	3,54933871	22504,285	0,6658733	0,67	141487,9
0,212	5,3	4,152056604	26070,538	0,7237108	0,68	165514,2
0,241	4,9	4,491	29636,791	0,7341829	0,67	179025,5
0,275	4,6	4,783891304	33817,915	0,7321241	0,68	190701,1

ZWĘŻKA 3 d₀=33,55mm

Δh (m)	t (s)	M (kg/s)	Δp (Pa)	α	αteor	Re
0,008	18,78	1,171773163	983,79389	0,9463603	0,69	44294,53
0,012	16,57	1,328056729	1475,6908	0,8757577	0,68	50202,25
0,026	13,56	1,622853982	3197,3301	0,7270273	0,69	61345,96
0,036	9,68	2,273336777	4427,0725	0,8655068	0,67	85935,05
0,051	8,18	2,690207824	6271,686	0,8605155	0,69	101693,3
0,064	7,6	2,895513158	7870,3511	0,8267868	0,67	109454,1
0,08	7,3	3,014506849	9837,9389	0,769891	0,68	113952,2
0,1	6,87	3,203187773	12297,424	0,7317123	0,67	121084,6
0,122	6,2	3,54933871	15002,857	0,7340497	0,67	134169,6
0,148	5,3	4,152056604	18200,187	0,7796333	0,69	156953,1
0,17	4,9	4,491	20905,62	0,7868221	0,69	169765,6
0,202	4,6	4,783891304	983,79389	0,9463603	0,70	44294,53

ZWĘŻKA 4 d₀=35,55mm

Δh (m)	t (s)	M (kg/s)	Δp (Pa)	α	αteor	Re
0,014	18,78	1,171773163	1721,6393	0,6371524	0,71	45049,48
0,016	16,57	1,328056729	1967,5878	0,6754923	0,71	51057,89
0,02	13,56	1,622853982	2459,4847	0,7382921	0,70	62391,54
0,024	9,68	2,273336777	2951,3817	0,9441086	0,72	87399,72
0,036	8,18	2,690207824	4427,0725	0,9122175	0,70	103426,6
0,041	7,6	2,895513158	5041,9437	0,9200203	0,71	111319,6
0,051	7,3	3,014506849	6271,686	0,8588058	0,70	115894,4
0,062	6,87	3,203187773	7624,4026	0,8276569	0,70	123148,4
0,074	6,2	3,54933871	9100,0935	0,8394511	0,70	136456,3
0,086	5,3	4,152056604	10575,784	0,910915	0,71	159628,2
0,098	4,9	4,491	12051,475	0,9229832	0,70	172659
0,114	4,6	4,783891304	14019,063	0,9115756	0,70	183919,4

Wykres zależności dla pierwszej zwężki:

Wykres zależności dla drugiej zwężki:

Wykres zależności dla trzeciej zwężki:

Wykres zależności dla czwartej zwężki:

6

---