INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 2

Transkrypt

1 INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI Laboratorium z mechaniki łynów ĆWICZENIE NR OKREŚLENIE WSPÓLCZYNNIKA STRAT MIEJSCOWYCH PRZEPŁYWU POWIETRZA W RUROCIĄGU ZAKRZYWIONYM

2 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest określenie wsółczynnika strat miejscowych rzeływającego owietrza w rurociągu zakrzywionym.. Zakres wymaganych wiadomości straty ciśnienia na długości i miejscowe rzy rzeływie łynu rzez rurociąg, ciśnienie statyczne, ciśnienie dynamiczne i ciśnienie całkowite, równanie Bernoulliego dla rzeływu rzeczywistego. 3. Ois stanowiska omiarowego Schemat stanowiska omiarowego został rzedstawiony na rysunku 1. Układ ten służy do określenia wsółczynnika strat miejscowych rzeływającego owietrza w rurociągu zakrzywionym. Ciśnienie dynamiczne - manometrem cieczowym z rurką ochyłą. d mierzone jest w części tłocznej rurociągu Rys.1 Schemat stanowiska omiarowego

3 4. Podstawy teoretyczne Podczas rzeływu cieczy rurociągiem, nastęują rzemiany, którym towarzyszą straty energii objawiające się sadkiem ciśnienia w rurociągu. Poza stratami, jakie wystęują na całej długości rzewodów rostoosiowych lub łagodnie zakrzywionych o niezmiennym rzekroju, mogą wystąić straty miejscowe związane z nagłym zwiększeniem lub zmniejszeniem rzekroju, nagłymi zmianami kierunku ruchu (załamania lub zagięcia rurociągu o małym romieniu krzywizny). Szczególnym rzyadkiem są straty wystęujące rzy wyjściu łynu ze zbiornika lub rzewodu o większym rzekroju do rozatrywanego odcinka rury. Również różnego rodzaju zawory, zasuwy it. stanowią źródła strat miejscowych. Równanie Bernoulliego dla linii rądu 1- ma ostać: 1 1 [1] gdzie: gęstość owietrza, [kg/ m 3 ], U rędkość rzeływającego łynu w rurociągu, [m/ s ], ciśnienie, [Pa] ξ - wsółczynnik strat miejscowych, [-]. Przekształcają wzór [1] otrzymujemy wyrażenie na wsółczynnik strat miejscowych: 1 c 1 1 [] c g h h g h h d d b [3] R T [4] n g [5] a h Ud Re [6]

4 gdzie: d ciśnienie dynamiczne [Pa] b ciśnienie barometryczne [Pa], b =1 bar = 10 5 Pa R indywidualna stała gazowa [J/(kg deg)], R=87 J/(kg deg) T temeratura, [K], Re liczba Reynoldsa [-], U rędkość rzeływającego łynu w rurociągu, [m/ s ], d średnica rury [m], d = 0,07 m, ν - lekość kinematyczna, [m /s] n wsółczynnik ochyłu rurki manometrycznej, n. 1:, 1:5 Wsółczynnik lekości kinematycznej ν owietrza w zależności od temeratury t [ C] ν [m /s] 0 13, , , , Jeżeli temeratura otoczenia nie została zamieszczona tabeli owyżej, wtedy wsółczynnik lekości kinematycznej owietrza należy obliczyć z twierdzenia Talesa. 5. Wykonanie ćwiczenia naszkicować stanowisko omiarowe, dla różnych wydatków rzeływu owietrza zmierzyć ciśnienia h1 i h, wyniki omiarów umieścić w tabeli omiarowej, której rzykład rzedstawiono w tabeli nr 1, wyniki rzedstawić w formie wykresu ξ = f(re), wyciągnąć wnioski z rzerowadzonego ćwiczenia.

5 L. Wysokość cieczy w mikromanometrze z ochyłą rurką h1 Wysokość cieczy w mikromanometrze z ochyłą rurką h Liczba Reynoldsa Re Wsółczynnik strat miejscowych [mm] [mm] [-] [-] ξ Literatura: Szewczyk H.: Mechanika łynów ćwiczenia laboratoryjne Prosnak W.: Mechanika łynów cz. 1