|
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie |
||
|
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki |
||
|
Katedra Energetyki i Ochrony Środowiska |
||
|
Laboratorium z Mechaniki Płynów |
||
Temat ćwiczenia:
BADANIE WYPŁYWU CIECZY ZE ZBIORNIKA |
|||
Imię i Nazwisko: Jazgara Marcin, Idzikowski Dominik |
Grupa 18B |
||
Data wykonania: 10.03.09
|
Data przyjęcia: |
Ocena: |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest doświadczalne określenie współczynników prędkości, kontrakcji i wydatku oraz wyznaczenie czasu wypływu cieczy ze zbiornika, a następnie porównanie otrzymanych rezultatów z wynikami uzyskanymi na drodze analitycznej. Badania dotyczą wypływów przez otwory małe.
Schemat stanowiska pomiarowego.
Stanowisko składa się ze zbiornika 1 o prostokątnym przekroju poprzecznym z ruchomą przegrodą 2, służącą do ustalenia poziomu cieczy. Wypływ cieczy odbywa się przez otwór lub przystawkę 3. Pozioma listwa 4 z naniesioną podziałką milimetrową oraz wskaźnik 5 pozwalają określić współrzędne odpowiedniego punktu strumienia. Woda doprowadzana jest do zbiornika przewodem 6 poprzez zawór regulacyjny 7. Wodowskaz 8 służy do określania poziomu wody w zbiorniku. Do wyznaczania wydatku rzeczywistego używamy zlewki 9.
Schemat pomiaru współrzędnych x, y, z.
Obliczenia.
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
467 |
|
485 |
3,75 |
|
|
467 |
|
485 |
0,87 |
0,83 |
|
|
470 |
|
470 |
3,69 |
|
|
470 |
|
470 |
0,89 |
0,81 |
0,72 |
|
452 |
|
440 |
3,56 |
|
|
452 |
|
440 |
0,88 |
0,81 |
0,71 |
Dane:
- gęstość wody
- przyśpieszenie ziemskie
- średnica otworu
rzeczywiste natężenie przepływu
pole przekroju
teoretyczne natężenie przepływu
współczynnik wydatku
współczynnik prędkości
współczynnik kontrakcji
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,113 |
|
|
480 |
460 |
37,5 |
480 |
460 |
36,6 |
2,46 |
|
|
|
0,72 |
450 |
430 |
39,5 |
450 |
430 |
37,8 |
4,50 |
|
|
|
0,71 |
420 |
400 |
41,0 |
420 |
400 |
39,2 |
4,60 |
teoretyczny czas opróżniania zbiornika
błąd względny
Wnioski
Analizując otrzymane wyniki możemy stwierdzić, że wyniki otrzymane na drodze analitycznej różnią się od wyników uzyskanych doświadczalnie. Wydatek rzeczywisty jest mniejszy od wydatku wynikającego z obliczeń. Przyczyną tego jest m.in. zjawisko kontrakcji czyli zwężenia strugi towarzyszące przepływom cieczy przez otwory ostrokrawędziowe. Po obliczeniu współczynników prędkości, wydatku i kontrakcji możemy stwierdzić jednak, że otwór w laboratoryjnym zbiorniku pozwala na dosyć wydajny wypływ cieczy. O różnicach między teoretycznym i rzeczywistym czasem wypływu decydują także inne czynniki - między innymi niedokładność wykonanych pomiarów, niestabilność cieczy w zbiorniku, nieustalony wypływ. Czasy opróżniania zbiornika rzeczywisty i teoretyczny są do siebie zbliżone. Błąd względny określenia tego czasu jest niewielki i nie przekracza 5%.
4