Wyznaczanie współczynnika przepływu _ pomiarowych urządzeń zwężkowych..doc

Politechnika Opolska

Wydział Mechaniczny

II rok Inżynierii Środowiska

Laboratorium Mechaniki Płynów

Wyznaczanie współczynnika przepływu α pomiarowych urządzeń zwężkowych.

Cel ćwiczenia.

     Celem ćwiczenia jest poznanie zasady pomiaru zwężkami oraz wyznaczenie współczynnika przepływu zwężki pomiarowej w zależności od liczby Reynoldsa.

Stanowisko pomiarowe.

Dp

R

D

UZ

Rys.1 Schemat stanowiska do wyznaczania współczynnika przepływu a.

     Podstawowymi elementami stanowiska pomiarowego są:

·         układ zasilający z możliwością regulacji natężenia przepływu UZ

·         dysza wypływowa D z pomiarem różnicy ciśnień Dp.

·         rotametr wzorcowy R

Wyniki pomiarów.

·         Wykres wzorcowania rotametru:

Q [m3/h]

25

y

2,5

0                       x            100      Odczyt

·         Tabela pomiarowa

Średnica wylotowa dyszy d=15 [mm]

Średnica wewnętrzna rury przed zwężeniem D=30 [mm]

·         Zależności matematyczne

Różnicę ciśnień Dp wyznaczymy ze wzoru:

Dp=hrt*rrt*g

gdzie:

hrt – wysokość słupa rtęci w manometrze rtęciowym

rrt – gęstość rtęci (r=13600 [kg/m3] )

g - przyspieszenie ziemskie

     Gęstość czynnika którym jest powietrze wyznaczymy w oparciu o równanie stanu gazu doskonałego pV=mRT. Wiedząc, że  r=m/V otrzymamy:

r=p/(RT)

gdzie:

p – ciśnienie atmosferyczne    p=986,7 [mmHg] = 98670[Pa]

R – stała gazowa dla powietrza   R=287 [m2/s2K]

T -  temperatura powietrza   T=20,7 [°C]=293,7 [K]

     Podstawiając dane otrzymamy:

r=1,171[kg/m3]

     Wyznaczamy liczbę przepływu a z zależności:

gdzie:

A0 – pole otworu dyszy   A0=1,767*10-4 [m2]

Q - natężenie przepływu

Dp=p1-p2 – różnica ciśnień odczytana na manometrze

r - gęstość czynnika

     Wyznaczamy liczbę Reynoldsa z zależności:

Re=(Va*D)/n

gdzie:

Va – prędkość czynnika w rurze Va=Q/A    A=7,06*10-4 [m2]

D – średnica wewnętrzna rury   D=0,030 [m.]

     Kinematyczny współczynnik lepkości n wyznaczamy z zależności:

n=h/r=1,554*10-5

h - odczytane z tablic h=1,8*10-5

·         Tabela wyników

     Wielkości liczby przepływu a dla różnych natężeń przepływu zostały zestawione w tabeli: