PAWEŁ ŚLIWA	Laboratorium z mechaniki płynów	WMiBM
Gr.:23B	TEMAT: Pomiar strat liniowych w przewodzie zamkniętym.	Data wykonania 2000-12-05

1.) Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika strat liniowych λ dla przepływu wody w przewodzie.

2.) Schemat stanowiska.

Stanowisko badawcze stanowi zamknięta pętla rurociągu wraz z pompą promieniową, silnikiem napędzającym pompę i urządzeniami pomiarowymi. Przed uruchomieniem silnika należy upewnić się, czy zawory doprowadzające sygnał ciśnieniowy do przetwornika różnicy ciśnień są otwarte. Stanowisko badawcze składa się z następujących elementów:

1. 
   
   
   
   zbiornik zasilający,

2. rura łącząca zbiornik 1 z pętlą rurociągu,

3. rura z metaloplexu,

4. rura z metaloplexu,

5. pompa wirowa,

6. silnik prądu stałego,

7. zawór ssawny,

8. zawór tłoczny,

9. manometr sprężysty na ssaniu,

10) manometr sprężysty na tłoczeniu,

11) manometr sprężysty na tłoczeniu,

12) zwężka pomiarowa,

13) manometr do pomiaru spadku ciśnienia na zwężce pomiarowej,

14) przepływomierz turbinkowy,

15) wskaźnik ilości obrotów turbinki,

16) elektryczny sekundomierz,

17) króciec doprowadzający wodę do instalacji badawczej,

18) króciec odprowadzający wodę z instalacji badawczej.

3.) Parametry otoczenia.

Temperatura otoczenia - 19°C

Ciśnienie - 990 hPa

4.) Parametry rurociągu.

Długość pomiarowa L - 1,7 cm

Średnica przewodu D - 0,05 m.

Pole przekroju poprzecznego przewodu S - 0,0019 m²

5.) Wielkości bezpośrednio odczytane:

L.p.	obr/min	kG/cm²	kG/cm²	l/min	mmHg	T °C
1	300	0	0,11	80	3	22,3
2	450	0	0,11	130	5	22,5
3	600	0,05	0,11	170	6,5	22,5
4	750	0,15	0,11	220	9	22,7
5	900	0,25	0,1	270	12	22,8
6	1050	0,4	0,09	320	15	22,8
7	1350	0,6	0,06	420	25	22,9
8	1650	0,9	0,04	520	40	23,0
9	1800	1,1	0,03	570	43	23,2
10	1950	1,35	0	620	55	23,2
11	2100	1,41	-0,01	660	57	23,4
12	2550	2	-0,06	800	87	23,4
13	2850	2,45	-0,11	900	106	23,6

6.) Obliczenia.

a) określenie spadku ciśnienia:

Wartości ∆h_st dla kolejnych pomiarów zamieszczam w tabeli.

b) określenie prędkości przepływu:

Wartości U_S dla kolejnych pomiarów zamieszczone są w tabeli.

c) doświadczalny współczynnik strat tarcia λ:

Dla temperatury wody T=23,1°C =296 K (uśrednionej), określam:

Dla przepływu laminarnego (Re<2200) -

Dla przepływu turbulentnego (Re>2300) -

7.) Wielkości wyliczone.

L.p.	Qv m³/s	US m/s	∆hst m	λD	Re	λT
1	0,0013	0,684	0,037	0,045	375	0,171
2	0,0021	1,105	0,063	0,029	606	0,106
3	0,0028	1,473	0,0816	0,021	808	0,079
4	0,0036	1,894	0,1134	0,018	1039	0,062
5	0,0045	2,368	0,1512	0,015	1299	0,049
6	0,0053	2,789	0,189	0,014	1530	0,042
7	0,007	3,684	0,315	0,013	2021	0,032
8	0,0086	4,526	0,504	0,014	2483	0,045
9	0,0095	5	0,5418	0,012	2743	0.044
10	0,01	5,263	0,693	0,014	2887	0,043
11	0,011	5,789	0,7182	0,012	3176	0,042
12	0,013	6,842	1,0962	0,013	3753	0,040
13	0,015	7,894	1,3356	0,012	4301	0,039

8.) Rachunek błędu ∆λ

∆L=0,003 [m]

∆(∆h_m)=1 [mmHg]

∆(∆h)=0,013 [m H₂O]

∆Q_v=10 l/min=0,01/60 [m³/s]

9.) Wykresy zależności doświadczalnego i teoretycznego współczynnika strat liniowych od liczby Reynoldsa.

10.) Wnioski:

Niedokładność końcowych charakterystyk może wynikać przede wszystkim z niedokładności odczytywanych pomiarów, które wynikają z nieszczelności pompy, dużej liczby załamań (kolanek) w rurociągu, ale także małej czystości płynu użytego do doświadczenia. Prawdopodobnie wewnątrz instalacji znajduje się osad, który również może być przyczyną pewnych błędów, jeśli chodzi o turbulencję płynu. Znamionowa prędkość obrotowa dla pompy wykorzystanej do naszych badań wynosi 2900 obr/min, natomiast my, jako największą wartość prędkości pompy odczytaliśmy 2850 obr/min, co w niewielkim stopniu też może być przyczyną drobnych błędów.

W końcowych wynikach zawartych w sprawozdaniu uśredniłem temperaturę przepływającej wody, tylko i wyłącznie z powodu braku wszystkich pomiarów temperatur, ponieważ cały eksperyment wykonywaliśmy dużą grupą i w związku z tym większość odczytywanych wartości spisywaliśmy od siebie nawzajem (co nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem).

---