POLITECHNIKA OPOLSKA
w OPOLU
Laboratorium mechaniki płynów
Temat: Napór hydrodynamiczny.
Radosław Zajdel
wydz. Mechaniczny
kier. Mechanika i Budowa Maszyn
rok III sem. VI
Celem ćwiczenia jest doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie wartości naporu hydrodynamicznego na powierzchnią o różnych kształtach.
Tabela z wielkościami mierzonymi:
Wskazania wagi [g] |
Wysokość słupa rtęci [mm] |
27 |
6 |
73 |
12 |
86 |
16 |
119 |
22 |
171 |
32 |
Początkowe (zerowe) wskazanie słupa rtęci wynosiło 2 [mm], więc od wartości odczytywanych odejmowałem 2 [mm] (jest to uwzględnione w powyższej tabeli). Początkowe wskazanie wagi wynosiło 25 [g], odjąłem więc tą wielkość od wielkości mierzonych.
Ciśnienie atmosferyczne w dniu badania: 756 [mmHg] = 1005,5 [hPa]
Temperatura powietrza: 298 K
Średnica dyszy na wylocie: 29 [mm]
Średnica rurociągu: 29 [mm]
Zamiana jednostek:
Wskazania wagi [N] |
Wysokość słupa rtęci [m] |
0,265 |
0,006 |
0,716 |
0,012 |
0,844 |
0,016 |
1,167 |
0,022 |
1,677 |
0,032 |
A = 1,766∗10-4
α = 0,5007
ρ = 1,177 [kg/m3]
ρrt = 13600 [kg/m3]
Wyznaczenie prędkości przepływającej strugi:
Wysokość słupa rtęci [m] |
Prędkość przepływającej strugi [m/s] |
0,006 |
18,46 |
0,012 |
26,11 |
0,016 |
30,15 |
0,022 |
35,36 |
0,032 |
42,64 |
Analityczne wyznaczenie naporu hydrodynamicznego:
Wysokość słupa rtęci [m] |
Wskazania wagi [N] |
Wartość naporu wyznaczona analitycznie [N] |
0,006 |
0,265 |
0,1417 |
0,012 |
0,716 |
0,2835 |
0,016 |
0,844 |
0,3780 |
0,022 |
1,167 |
0,5197 |
0,032 |
1,677 |
0,7560 |
Wnioski:
Celem ćwiczenia było wyznaczenie naporu hydrodynamicznego oraz porównanie go z wielkościami otrzymanymi analitycznie.
Jak widać na wykresie wartości naporu zmierzonego przy pomocy wagi są wyższe niż wartości naporu wyznaczonego z równań matematycznych. Wynika to z niedokładności pomiarów oraz z tego, że wzory analityczne zakładają, że strumień czynnika płynącego w rurze jest strumieniem doskonałym i nieważkim oraz że rozkład prędkości jest równomierny.
Do obliczeń wzięliśmy pod uwagę wartość średnią współczynnika α.
Wartość tego współczynnika została wcześniej wyznaczona w ćwiczeniu „Wyznaczanie współczynnika przepływu α”.
