ÿþW y z n a c z a n i e k r y t y c z n e j l i c z b y R e y n o l d s a d l a p r z e p By w ó w w r u r o c i g a c h
W Y Z N A C Z A N I E K R Y T Y C Z N E J L I C Z B Y R E Y N O L D S A D L A
P R Z E P AY W Ó W W R U R O C I G A C H
4 . 1 . C e l w i c z e n i a
C e l e m w i c z e n i a j e s t w i z u a l n e s t w i e r d z e n i e r ó |n i c p o m i d z y p r z e p By w e m
l a m i n a r n y m i p r z e p By w e m t u r b u l e n t n y m o r a z w y z n a c z e n i e k r y t y c z n y c h l i c z b R e y n o l d s a d l a
p r z e p By w ó w w r u r o c i g a c h o p r z e k r o j u k o Bo w y m j a k o k r y t e r i u m p r z e j [c i a p o m i d z y
p r z e p By w e m l a m i n a r n y m i t u r b u l e n t n y m i o d w r o t n i e .
4 . 2 . O k r e [l e n i a
L i c z b a R e y n o l d s a s t a n o w i k r y t e r i u m p o d o b i e Ds t w a d y n a m i c z n e g o d l a p r z e p By w ó w
l e p k i c h ( c z y l i d l a c i e c z y i g a z ó w ) w p r z y p a d k a c h , k i e d y m o |e m y p o m i n [c i [l i w o [ p By n ó w
( d l a M <ð 0 . 4 ) o r a z w p By w s i B g r a w i t a c y j n y c h ( p r z e p By w y b e z p o w i e r z c h n i s w o b o d n y c h ) .
F i z y c z n i e l i c z b a R e y n o l d s a w y r a |a s t o s u n e k s i B b e z w Ba d n o [c i d o s i B l e p k o [c i
d z i a Ba j c y c h w r o z p a t r y w a n y m p r z e p By w i e .
M o |n a p o w i e d z i e , |e d w a p r z e p By w y n i e [c i [l i w e s d o s i e b i e d y n a m i c z n i e p o d o b n e ,
j e |e l i p r z y z a c h o w a n i u p o d o b i e Ds t w a g e o m e t r y c z n e g o i p o d o b i e Ds t w a k i n e m a t y c z n e g o
z a c h o d z i r ó w n i e | r ó w n o [ l i c z b R e y n o l d s a R e 1 = R e 2 .
L i c z b a R e y n o l d s a j e s t w i e l k o [c i b e z w y m i a r o w . W z ó r n a l i c z b R e y n o l d s a ( j a k i n a
i n n e l i c z b y k r y t e r i a l n e ) o t r z y m u j e m y w w y n i k u u b e z w y m i a r o w i e n i a r ó w n a n i a N a v i e r a -
S t o k e s a . W z ó r n a l i c z b R e y n o l d s a m a p o s t a :
V ×ð d
R e =ð
nð
g d z i e :
m
éð ùð
V - p r d k o [ [r e d n i a p r z e p By w u
êð úð
s
ëð ûð
d [ m ] - c h a r a k t e r y s t y c z n y w y m i a r l i n i o w y ( w n a s z y m p r z y p a d k u j e s t t o [r e d n i c a r u r y
éðm 2 ùð
nð - k i n e m a t y c z n y w s p ó Bc z y n n i k l e p k o [c i
êð úð
s
ëð ûð
1
w i c z e n i e l a b o r a t o r y j n e n r 4
K r y t y c z n l i c z b R e y n o l d s a n a z y w a n y t w a r t o [ l i c z b y R e , p r z y k t ó r e j p r z e p By w
l a m i n a r n y z a c z y n a p r z e c h o d z i w p r z e p By w b u r z l i w y ( t u r b u l e n t n y ) . D l a p r z e p By w ó w w
r u r o c i g a c h w a r t o [ k r y t y c z n e j l i c z b y R e y n o l d s a w a h a s i w s z e r o k i c h g r a n i c a c h :
2 3 2 0 < R e k r < 5 0 0 0 0
W a r t o [ l i c z b y R e = 2 3 2 0 n a z w a n o d o l n a k r y t y c z n l i c z b a R e y n o l d s a i o z n a c z o n o R e k r d ,
n a t o m i a s t l i c z b y R e = 5 0 0 0 0 n a z w a n o o d p o w i e d n i o g ó r n k r y t y c z n l i c z b a R e y n o l d s a i
o z n a c z o n o R e k r g . W y k o n u j c d o [w i a d c z e n i e m o |n a s t w i e r d z i , |e p o n i |e j d o l n e j k r y t y c z n e j
l i c z b y R e y n o l d s a m a m y z a w s z e d o c z y n i e n i a z p r z e p By w e m l a m i n a r n y m . N a w e t w y w o Ba n e
p r z e z c z y n n i k i z e w n t r z n e c h w i l o w e z a b u r z e n i a i z a w i r o w a n i a s t r u m i e n i a s z y b k o z a n i k a j i
p r z e p By w s t a j e s i z n o w u l a m i n a r n y .
W y k o n u j c t o d o [w i a d c z e n i e s t a r a n n i e , t z n . : k i e d y n i e m a d r g a D r u r o c i g u , p u l s a c j i c i [n i e n i a
i l o k a l n y c h z m i a n m o d u Bu i k i e r u n k u p r d k o [c i , m o |n a z a o b s e r w o w a p r z e p By w l a m i n a r n y
p r z y z n a c z n i e w i k s z y c h l i c z b a c h R e d o c h o d z c y c h n a w e t d o 5 0 0 0 0 . P o w y |e j R e = 5 0 0 0 0 ,
t j . p o w y |e j g ó r n e j k r y t y c z n e j l i c z b y R e y n o l d s a z a w s z e o b s e r w u j e s i p r z e p By w t u r b u l e n t n y .
W z a k r e s i e l i c z b R e y n o l d s a p o m i d z y R e k r d i R e k r g p r z e p By w m o |e b y z a r ó w n o
l a m i n a r n y , j a k i b u r z l i w y . Z a l e |y t o o d w a r u n k ó w p r z e p By w u n p . : s z o r s t k o [c i r u r o c i g u ,
w s t p n e j t u r b u l e n c j i s t r u m i e n i a , p u l s a c j i c i [n i e n i a o r a z l o k a l n y c h z m i a n m o d u Bu i k i e r u n k u
p r d k o [c i . W w w . z a k r e s i e p r z e p By w l a m i n a r n y j e s t n i e u s t a l o n y i n a w e t n i e w i e l k i e z a b u r z e n i e
p o w o d u j e p r z e j [c i e w r u c h b u r z l i w y . N a l e |y j e d n a k s t w i e r d z i , |e w p r z e c i w i e Ds t w i e d o
p r z e p By w u z l i c z b R e y n o l d s a o w a r t o [c i m n i e j s z e j o d R e k r d , u s t a n i e d z i a Ba n i a z a b u r z e n i a n i e
g w a r a n t u j e p o w r o t u d o s t a n u w y j [c i o w e g o .
4 . 3 . S t a n o w i s k o p o m i a r o w e
w i c z e n i e p r z e p r o w a d z a s i n a s t a n o w i s k u p o m i a r o w y m , k t ó r e g o s c h e m a t z o s t a B
p r z e d s t a w i o n y n a r y s . 1 . S t a n o w i s k o s k Ba d a s i z e z b i o r n i k a 9 , w k t ó r y m u m i e s z c z o n o k u l k i
s z k l a n e . I c h z a d a n i e m j e s t h o m o g e n i z a c j a w p By w a j c e j w o d y Z a d a n i e m o d c i n k a
p r z e l e w o w e g o 1 0 j e s t u t r z y m a n i e s t a Be g o p o z i o m u w o d y w z b i o r n i k u . W o d a d o z b i o r n i k a
d o p r o w a d z o n a z o s t a j e z i n s t a l a c j i w o d o c i g o w e j . Z a w ó r 1 1 u m o |l i w i a r e g u l a c j w y d a t k u
w o d y d o p By w a j c e j d o z b i o r n i k a . W o d a w y p By w a z e z b i o r n i k a p o p r z e z r u r 3 z k i e l i c h o w y m
w l o t e m d o z b i o r n i k a p o m i a r o w e g o . P r d k o [ p r z e p By w u w o d y w r u r z e p o m i a r o w e j r e g u l u j e
s i z a w o r e m 1 . N a o b u d o w i e z b i o r n i k a g Bó w n e g o z a m o c o w a n y z o s t a B z b i o r n i c z e k 8
n a p e Bn i o n y w o d z a b a r w i o n a t r a m e n t e m . Z a b a r w i o n a w t e n s p o s ó b w o d a w y p By w a z e
z b i o r n i c z k a d o r u r y p o m i a r o w e j p o p r z e z r u r k k a p i l a r n . P r d k o [ w y p By w u c i e c z y b a r w i c e j
r e g u l u j e s i z a w o r k i e m 7 .
B i a By e k r a n z a r u r k z o s t a B z a m o n t o w a n y w c e l u p o p r a w i e n i a w a r u n k ó w o b s e r w a c j i .
2
W y z n a c z a n i e k r y t y c z n e j l i c z b y R e y n o l d s a d l a p r z e p By w ó w w r u r o c i g a c h
R y s . 1 . S c h e m a t s t a n o w i s k a p o m i a r o w e g o
4 . 4 . M e t o d y k a p o m i a r u
A b y d o k o n a p o m i a r u n a l e |y w y k o n a n a s t p u j c e c z y n n o [c i :
- z a w o r e m 1 1 u r e g u l o w a d o p By w w o d y d o z b i o r n i k a t a k , a b y p o z i o m w o d y o s i g n B
w y s o k o [ r u r y p r z e l e w o w e j 1 0 i p r z y m i n i m a l n y m p r z e p By w i e p r z e z s z c z e l i n
u z y s k a w r u r z e p o m i a r o w e j p r z e p By w p o d s t a By m n a p o r e m h y d r o s t a t y c z n y m ,
- o t w o r z y m i n i m a l n i e z a w ó r 1 r e g u l u j c y p r d k o [ p r z e p By w u w r u r z e p o m i a r o w e j
- o t w o r z y z a w ó r 7 r e g u l u j c y p r d k o [ w y p By w u b a r w n i k a
- r e g u l o w a s t a n o t w a r c i a w w . z a w o r ó w , t a k b y s t r u g a w o d y b a r w i o n e j w p By w a j c a d o
r u r y p o m i a r o w e j u k Ba d a Ba s i w j e d n a l i n i p o k r y w a j c s i w p r z y b l i |e n i u z o s i r u r y ,
- z a w o r e m 1 z w i k s z a s t o p n i o w o p r d k o [ p r z e p By w u w r u r z e p o m i a r o w e j a | d o
m o m e n t u p o f a l o w a n i a s t r u g i b a r w i o n e j , c o d o p r o w a d z a d o i n t e n s y w n e g o m i e s z a n i a
s i s t r u g i w o d y b a r w i o n e j z w o d p r z e p By w a j c w r u r z e p o m i a r o w e j i d o j e d n o l i t e g o
z a b a r w i e n i a w o d y w c z [c i k o Dc o w e j r u r y .
3
w i c z e n i e l a b o r a t o r y j n e n r 4
4 . 5 . O z n a c z e n i a i w z o r y o b l i c z e n i o w e
W y d a t e k o b j t o [c i o w y
V éðc m 3 ùð
Q =ð
êð úð
t s
ëð ûð
g d z i e : V [ c m 3 ] - o b j t o [ w o d y u c h w y c o n e j w n a c z y n i u p o m i a r o w y m
t [ s ] - c z a s n a p e Bn i a n i a n a c z y n i a
Zr e d n i a p r d k o [ p r z e p By w u w r u r z e p o m i a r o w e j
Q 4 Q c m
éð ùð
V =ð =ð
2
êð úð
F pðd s
ëð ûð
g d z i e : d [ c m ] - [r e d n i c a r u r y p o m i a r o w e j
K r y t y c z n a l i c z b a R e y n o l d s a
V d
R e =ð
k r
nð
éðc m 2 ùð
g d z i e : nð - k i n e m a t y c z n y w s p ó Bc z y n n i k l e p k o [c i . J e g o w a r t o [ m o |n a o d c z y t a z
êð úð
s
ëð ûð
w y k r e s u nð =ð f ( t ) z n a j d u j c e g o s i w l a b o r a t o r i u m , l u b o b l i c z y s a m o d z i e l n i e
k o r z y s t a j c z z a l e |n o [c i :
0 , 0 1 7 8 éðc m 2 ùð
nðt =ð
2 êð úð
1 +ð 0 , 0 3 3 7 T +ð 0 , 0 0 0 2 2 1 T s
ëð ûð
o
g d z i e : T [ C ] - t e m p e r a t u r a p r z e p By w a j c e j w o d y
4
W y z n a c z a n i e k r y t y c z n e j l i c z b y R e y n o l d s a d l a p r z e p By w ó w w r u r o c i g a c h
4 . 6 . O p r a c o w a n i e w y n i k ó w p o m i a r ó w
W y n i k i p o m i a r ó w i o b l i c z e D n a l e |y u m i e [c i w t a b e l i , k t ó r e j w z ó r z a m i e s z c z o n o p o n i |e j :
W a r u n k i p o m i a r u : Zr e d n i c a r u r k i : P o j e m n o [ z b i o r n i c z k a :
p a = . . . . . . . . . . . . . . . . . d = 1 2 m m V = . . . . . . . . . . . . . . . . . c m 3
t a = . . . . . . . . . . . . . . . . .
W y n i k i p o m i a r ó w
L p . t [ o C ] R e U w a g i
tð[ s ]
éð ùð éð ùð éð ùð
c m 2 c m 3 c m
nð Q V
êð úð êð úð êð úð
s s s
ëð ûð ëð ûð ëð ûð
4 . 7 . S p r a w o z d a n i e
S p r a w o z d a n i e z p r z e p r o w a d z o n e g o w i c z e n i a l a b o r a t o r y j n e g o p o w i n n o z a w i e r a :
- s t r o n t y t u Bo w z p o d a n y m t e m a t e m w i c z e n i a , n u m e r e m i s k Ba d e m p o d g r u p y o r a z
n a z w i s k i e m p r o w a d z c e g o w i c z e n i e
- s c h e m a t s t a n o w i s k a
- d e f i n i c j k r y t y c z n e j l i c z b y R e y n o l d s a o r a z w z o r y n i e z b d n e d o j e j o b l i c z e n i a
- t a b e l p o m i a r ó w i w y n i k ó w o b l i c z e D
- u w a g i i w n i o s k i z p r z e p r o w a d z o n e g o w i c z e n i a l a b o r a t o r y j n e g o .
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