Politechnika Rzeszowska

Laboratorium mechaniki płynów.

TEMAT:

Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa

Piotr Pelc

III MDT

Gr. Lab.65

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie krytycznej liczby Reynoldsa podczas przepływu w rurze o przekroju kołowym

I. Wstęp.

Liczba Reynoldsa jest jedną z tzw. Liczb kryterialnych wyrażających podobieństwo ruchu płynów. Liczba Reynoldsa wyraża stosunek siły bezwładności:

F

do siły tarcia wewnętrznego.

F

R
=

Jeżeli liczba Reynoldsa jest dostatecznie niska, to siły tarcia wewnętrznego są na tyle duże w porównaniu z siłami bezwładności, że drobne zaburzenia są tłumione. Ruch płynu jest zatem stateczny. Przy wzroście liczby Reynoldsa ilość energii przechodzącej od przepływu głównego do pobocznego zwiększa się. Przy pewnej wartości liczby Reynoldsa ilość tej energii przekracza ilość rozpraszaną przez siły lepkości. Przepływ traci stateczność i struktura przepływu staje się turbulentna.

II. Schemat stanowiska.

1-szklana rura

2-zbiorniczek z

cieczą barwiącą

3-wodomierz

4,5-zawory

III. Przebieg ćwiczenia.

1.

Wydatek stosunkowo mały.

Struga tuszu jest linią ciągłą.

2.

Wydatek zwiększony

Struga tuszu faluje

3.

Wydatek krytyczny

Struga tuszu rozrywa się jednocześnie mieszają się z wodą w całej objętości.

IV. Tabela pomiarów

Lp.	Temp. wody [ C]	Objętość wody [m ]	Czas przepływu t[s]	Średnica rury d[mm]
1	18	0,001	183	31,5
2	18	0,001	162	31,5
3	18	0,001	12	31,5

V. Obliczenia.

Lepkość

dla 18
C

[
] -wartość odczytana z tablic

Wydatek.

Q=
[
]

Prędkość przepływu

Liczba Reynoldsa.

1.

2.

3.

VI. Tabela wyników.

Lp.	Temp. wody [ C]	Objętość wody v[m ]	Czas przepływu t[s]	Średnica rury d[m]	Wydatek Q[ ]	Liczba Reynoldsa	Uwagi o charakterze przepływu
1	18	0,001	30	0,0315	0,54	169,9	laminarny
2	18	0,001	17	0,0315	0,61	191,9	przejściowy
3	18	0,001	13	0,0315	8,33	2591,04	turbulentny

VII. Wnioski.

Krytyczna liczba Reynoldsa nie jest wartością stałą w różnych warunkach przepływu Zależy ona od: pulsacji przepływającego płynu, rozkładu prędkości przed wlotem do rury, ukształtowanie wlotu rury, drgań i chropowatości rury.

Trudno dokładnie zaobserwować granice miedzy przepływem laminarnym przepływem a początkiem przepływu turbulentnego.

Wynik obarczony jest błędem wynikającym z zasilania układu z sieci wodociągowej której prędkość przepływu jest niekontrolowana i mniejszym lub większym stopniu zmienna w czasie.

---