Ćw. nr 5 |
Mariusz Sekienda |
29-10-2000 |
Gr. Lab. 5 |
PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO |
|
1.Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest doświadczalne sporządzenie charakterystyki h1=f(Q) koryta mierniczego typu Venturiego o przepływie rwącym oraz wyznaczenie zależności współczynnika przepływu od liczby Froude'a i liczby Reynoldsa.
Tabela pomiarowa
Lp. |
Poziom cieczy h1 [m] |
Czas wypływu T [s] |
Przyrost masy G [kg] |
1 |
0,057 |
8,91 |
0,2 |
2 |
0,066 |
6,35 |
0,2 |
3 |
0,072 |
6,18 |
0,2 |
4 |
0,074 |
5,42 |
0,2 |
5 |
0,055 |
13,91 |
0,2 |
b1 = 70 mm = 0,07 m
b2 = 55 mm = 0,055 m
2.Obliczenia:
Ciężar cieczy:
D - przyrost ciężaru (wynosi 0,2 [kg])
K - przełożenie dzwigni (wynosi 26,9)
Strumień masowy:
G - ciężar cieczy
T - czas
Rzeczywiste natężenie przepływu:
M - strumień masowy
ρ - gęstość wody ≅ 1000 kg / m3
Teoretyczne natężenie przepływu :
b2 - szerokość zwężenia koryta
h1 - wysokość cieczy w korycie
g - przyśpieszenie ziemskie
Współczynnik przepływu :
Prędkość przepływu cieczy :
A - pole przekroju przepływającej cieczy. Możemy je wyliczyć ze wzoru:
A = b1 ⋅ h1
gdzie:
b1 - szerokość koryta
h1 - wysokość cieczy w korycie
Liczba Reynoldsa :
υ - lepkość kinematyczna (wynosi 1,5 *10-6 [ m2/s ])
Liczba Froude'a :
2.Tabele z obliczonymi wartościami:
G |
M |
Qt |
Qrz |
μ |
[ kg ] |
[ kg/s] |
[ m3/s] |
[ m3/s] |
|
5,38 |
0,603 |
0,00128 |
0,000603 |
0,471093 |
5,38 |
0,847 |
0,00159 |
0,000847 |
0,532704 |
5,38 |
0,870 |
0,00181 |
0,00087 |
0,480662 |
5,38 |
0,992 |
0,00189 |
0,000992 |
0,524867 |
5,38 |
0,386 |
0,00121 |
0,000386 |
0,319008 |
Fr |
Re |
A |
V |
|
|
[m2] |
[ m/s] |
0,040846 |
5742,857 |
0,00399 |
0,151128 |
0,051912 |
8066,667 |
0,00462 |
0,183333 |
0,042187 |
8285,714 |
0,00504 |
0,172619 |
0,05052 |
9447,619 |
0,00518 |
0,191506 |
0,01863 |
3676,19 |
0,00385 |
0,10026 |
3.Obliczanie błędów:
Błąd wyznaczenia liczby Reynoldsa:
Δh1- błąd odczytu wysokości cieczy, Δh1=0,001 m,
Błąd wyznaczenia liczby Froude'a:
Błąd wyznaczenia prędkości średniej:
Δb1=0.001[m]
Błąd wyznaczenia rzeczywistego natężenia przepływu:
ΔM- błąd rzeczywistej masy przepływu.
Błąd wyznaczenia ciężaru cieczy odczytanej na wadze.
ΔK=±0,002 - błąd przełożenia dżwigni.
ΔD=±0,005kg - błąd wskazań wagi.
[kg]
Błąd wyznaczenia rzeczywistej masy przepływu.
ΔG - błąd ciężaru cieczy.
ΔT - błąd wskazań stopera (wynosi 0,01s)
4.Tabela z wyznaczonymi błędami:
Lp. |
ΔRe |
ΔFr |
ΔV |
ΔM |
ΔQrz |
1 |
100,7519 |
0,000717 |
0,005359 |
0,000937 |
9,36588E-07 |
2 |
122,2222 |
0,000787 |
0,006029 |
0,001268 |
1,26808E-06 |
3 |
115,0794 |
0,000586 |
0,005442 |
0,001422 |
1,42169E-06 |
4 |
127,6705 |
0,000683 |
0,00596 |
0,001563 |
1,5631E-06 |
5 |
66,83983 |
0,000339 |
0,003624 |
0,001734 |
1,73379E-06 |
5.Wnioski:
Na podstawie wykonanego ćwiczenia można stwierdzić, że rzeczywiste natężenie przepływu wzrasta proporcjonalnie do strumienia cieczy w korycie Venturiego. Współczynnik przepływu, raz wzrasta a raz maleje. Może to być przyczyną źle dokonanego odczytu wysokości cieczy lub innym błędem, jakie mogły powstać podczas wykonywania doświadczenia. Podczas ćwiczenia można było zauważyć, że na zwężeniu koryta w gwałtowny sposób spadała głębokość, po czym za zwężeniem następował ponowny wzrost głębokości. Można było także zaobserwować powstający w niewielkiej odległości za zwężeniem powstający mały odskok Bidone`a. W sposób zauważalny wzrastała prędkość w zwężeniu koryta.
1