W NACZYNIU WIRUJĄCYM WOKÓŁ OSI PIONOWEJ



Podobne dokumenty
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW. Ćwiczenie N 2 RÓWNOWAGA WZGLĘDNA W NACZYNIU WIRUJĄCYM WOKÓŁ OSI PIONOWEJ

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej w funkcji prędkości wiatru

J. Szantyr - Wykład 3 Równowaga płynu

Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej dla różnych kątów nachylenia łopat turbiny wiatrowej

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH. Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Politechnika Białostocka

Systemy Ochrony Powietrza Ćwiczenia Laboratoryjne

MECHANIKA 2 RUCH POSTĘPOWY I OBROTOWY CIAŁA SZTYWNEGO. Wykład Nr 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

Wyznaczenie charakterystyk cieczowego kolektora słonecznego

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

Statyka płynów - zadania

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

13. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK ORAZ PRZEŁOŻENIA UKŁADU KIEROWNICZEGO

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

MECHANIKA 2 KINEMATYKA. Wykład Nr 5 RUCH KULISTY I RUCH OGÓLNY BRYŁY. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

ĆWICZENIE 41 POMIARY PRZY UŻYCIU GONIOMETRU KOŁOWEGO. Wprowadzenie teoretyczne

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

MECHANIKA 2. Wykład Nr 3 KINEMATYKA. Temat RUCH PŁASKI BRYŁY MATERIALNEJ. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 2. Analiza kinematyczna napędu z przekładniami

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

INSTRUKCJA DO ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Ćwiczenie 42 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ. Wprowadzenie teoretyczne.

Badania modelowe przelewu mierniczego

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

MECHANIKA 2. Praca, moc, energia. Wykład Nr 11. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Wstęp. Ruch po okręgu w kartezjańskim układzie współrzędnych

3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Ćwiczenie: "Ruch po okręgu"

Kinematyka płynów - zadania

LABORATORIUM TERMODYNAMIKI I TECHNIKI CIEPLNEJ. Badanie charakterystyki wentylatorów połączenie równoległe i szeregowe. dr inż.

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Zależność napięcia powierzchniowego cieczy od temperatury. opracowała dr hab. Małgorzata Jóźwiak

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WYDZIAŁ NAWIGACYJNY ZAKŁAD BUDOWY I STATECZNOŚCI STATKU INSTRUKCJA

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

LABORATORIUM PODSTAW BUDOWY URZĄDZEŃ DLA PROCESÓW MECHANICZNYCH

. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej licz

Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

ZASADY DYNAMIKI. Przedmiotem dynamiki jest badanie przyczyn i sposobów zmiany ruchu ciał.

Ćw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Ćwiczenie M-2 Pomiar mocy

[ ] ρ m. Wykłady z Hydrauliki - dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD WPROWADZENIE 1.1. Definicje wstępne

MECHANIKA II. Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Równa Równ n a i n e i ru r ch u u ch u po tor t ze (równanie drogi) Prędkoś ędkoś w ru r ch u u ch pros pr t os ol t i ol n i io i wym

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyn i współczynnika sztywności zastępczej

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

Analiza korelacyjna i regresyjna

Ćwiczenie 402. Wyznaczanie siły wyporu i gęstości ciał. PROSTOPADŁOŚCIAN (wpisz nazwę ciała) WALEC (wpisz numer z wieczka)

Rachunek wektorowy - wprowadzenie. dr inż. Romuald Kędzierski

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POMIAR PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO

Badanie silnika bezszczotkowego z magnesami trwałymi (BLCD)

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyny

MECHANIKA 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Zadanie 1. Zadanie 2.

ZAKŁAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH ZPSiSS WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

PL B1. POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA, Częstochowa, PL BUP 06/11

Politechnika Białostocka

Badanie ugięcia belki

Urządzenia mechaniczne w Inżynierii Środowiska

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

wiczenie 15 ZGINANIE UKO Wprowadzenie Zginanie płaskie Zginanie uko nie Cel wiczenia Okre lenia podstawowe

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.

Ć W I C Z E N I E N R M-2

BADANIA W INSTALACJACH WENTYLACYJNYCH

TEORIA MASZYN I MECHANIZMÓW ĆWICZENIA LABORATORYJNE

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXI: Statyka Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

Tematy zadań do rozwiązania przy użyciu modułu symulacji dynamicznej programu Autodesk Inventor

Czytanie wykresów to ważna umiejętność, jeden wykres zawiera więcej informacji, niż strona tekstu. Dlatego musisz umieć to robić.

Z poprzedniego wykładu:

BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘŻEŃ

Fy=Fsinα NAPÓR CIECZY NA ŚCIANY PŁASKIE

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN KATEDRA URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH LABORATORIUM FIZYKI INSTRUKCJA

LABORATORIUM DYNAMIKI MASZYN. Redukcja momentów bezwładności do określonego punktu redukcji

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

Mechanika płynów. Fluid mechanics. Inżynieria Środowiska I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Kinematyka: opis ruchu

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

Pomiar siły parcie na powierzchnie płaską

4.3 Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą fali biegnącej(f2)

Transkrypt:

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Instrukcja do zajęć laboratoryjnych Temat ćwiczenia: POWIERZCHNIA SWOBODNA CIECZY W NACZYNIU WIRUJĄCYM WOKÓŁ OSI PIONOWEJ Ćwiczenie nr Laboratorium z przedmiotu MECHANIKA PŁYNÓW Kod: Ś1301 L0 Opracował: dr inż. Piotr Rynkowski Białystok, wrzesień 015

Politechnika Białostocka Ćwiczenie nr 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zadokumentowanie znanego z wykładów faktu, że powierzchnia swobodna cieczy w naczyniu jest paraboloidą obrotową.. Podstawy teoretyczne Stan względnego spoczynku zachodzi, gdy ciecz wraz z naczyniem znajduje się w ruchu ze stałą prędkością kątową, bądź ze stałym przyspieszeniem kątowym. Żaden z elementów nie przemieszcza się wówczas względem siebie, ani względem naczynia. gdzie: 3 Stan względnego spoczynku cieczy opisuje układ równań różniczkowych Eulera: p X x p Y y p Z z kg m - gęstość płynu, X,Y, Z m s - składowe jednostkowej siły masowej, p = p (x,y,z) [Pa] ciśnienie, (1) x,y,z [m] wymiary liniowe Mnożąc te równania odpowiednio przez dx, dy i dz oraz dodając stronami otrzymuje się: Xdx Ydy Zdz dp () Równanie jest podstawowym równaniem równowagi cieczy w stanie względnego spoczynku i mówi o związku między ciśnieniem w dowolnym punkcie cieczy, a siłą jaka działa na ciecz w tym punkcie. Powierzchnia swobodna cieczy jest powierzchnią jednakowego ciśnienia (powierzchnią izobaryczną, powierzchnią ekwipotencjalną), na której: p p x, y,z const, czyli dp 0 W związku z tym równanie przyjmuje postać: Xdx Ydy Zdz 0 (4) Kształt powierzchni swobodnej poruszającej się w naczyniu cylindrycznym ruchem jednostajnie obrotowym wokół osi pionowej można opisać teoretycznie równaniem (4). Na dowolny element płynu działa jednostkowa siła masowa o składowych (rys.1.): X x Y y Z g (3) (5) /5

Politechnika Białostocka Ćwiczenie nr gdzie: n 1 30 s - prędkość kątowa ruchu naczynia, 1 n min - prędkość kątowa, g m s - przyspieszenia ziemskie. Podstawiając wyrażenia (5) do równania (4) otrzymuje się: xdx ydy gdz 0 (x y ) gz C xdx ydy gdz 0 i po scakowaniu : r gz C Stałą całkowania można wyznaczyć z warunków brzegowych: r 0, z z 0, C gz0 (7) Powierzchnię swobodną cieczy w naczyniu opisuje równanie: r z z0 (8) g Oś z pokrywa się z osią obrotu i jest zwrócona przeciwnie do przyspieszenia ziemskiego, a początek układu leży na powierzchni swobodnej (rys.1). Z równania (1) widać, że kształt powierzchni swobodnej nie zależy od ciężaru właściwego cieczy ani od kształtu naczynia. Parametrem paraboloidy (1) określającej powierzchnię swobodną jest prędkość kątowa. Parametr ten można wyznaczyć doświadczalnie dwoma sposobami: 1) przez bezpośredni pomiar liczby obrotów naczynia, ) pośrednio poprzez pomiar współrzędnych r, z dowolnego punktu powierzchni swobodnej. (6) Rys. 1. Przyjęcie układu odniesienia 3/5

Politechnika Białostocka Ćwiczenie nr 3. Budowa stanowiska Schemat stanowiska został pokazany na rysunku nr. A R B C Z F E D I H G Rys.. Schemat stanowiska Poszczególne elementy: A - obrotomierz (do pomiaru liczby obrotów wykorzystujemy lampę stroboskopową), B naczynie wirujące wypełnione wodą, C - skala pionowa, D - tarcza, E - koło napędowe, F - silnik elektryczny, G - korba do przesuwania koła, H skala pozioma, I - wskaźnik położenia kółka napędowego E względem skali H. Naczynie cylindryczne, wypełnione zabarwioną wodą, przezroczyste, o średnicy wewnętrznej R = 53,5 mm wiruje ze stałą liczbą obrotów na minutę wokół swej osi pionowej. Naczynie jest napędzane za pomocą przekładni ciernej bezstopniowej, sprzęgniętej z silnikiem elektrycznym. Zmianę obrotów uzyskuje się poprzez przesunięcie koła E. Położenie koła odczytujemy na skali poziomej H. Powierzchnia swobodna cieczy przecina powierzchnię naczynia wzdłuż linii będącej teoretycznie okręgiem. Odległość płaszczyzny tego okręgu od wierzchołka 0 powierzchni swobodnej została oznaczona literą z na rys. i może być odczytana na skali pionowej C. 4. Wykonanie ćwiczenia a) Włączyć silnik elektryczny. b) Położenia koła napędowego ustawić na początku skali. c) Odczytać odległość z na skali pionowej C. d) Zmierzyć prędkość wirowania naczynia n rz obrotomierzem A. e) Zwiększyć prędkość obrotową naczynia i powtórzyć pomiar w sumie sześciokrotnie. f) Po zakończeniu pomiarów wykonać sprawozdanie. 5. Wymagania BHP 1. Do wykonywania ćwiczeń dopuszczeni są studenci, którzy zostali przeszkoleni (na pierwszych zajęciach) w zakresie szczegółowych przepisów BHP obowiązujących w laboratorium. 4/5

Politechnika Białostocka Ćwiczenie nr. W trakcie wykonywania ćwiczeń obowiązuje ścisłe przestrzeganie przepisów porządkowych i dokładne wykonywanie poleceń prowadzącego. 3. Wszystkie czynności związane z uruchamianiem urządzeń elektrycznych należy wykonywać za zgodą prowadzącego zajęcia. 4. Zabrania się manipulowania przy urządzeniach i przewodach elektrycznych bez polecenia prowadzącego. 6. Opracowanie wyników Wyniki wpisać w tabeli i uzupełnić obliczenia w dwóch końcowych kolumnach. Wyniki pomiarów Wyniki obliczeń kolejne położenie wskaźnika 1 n rz z n 30 a gz R nrz na n n rz obr/min mm obr/min % 100% 3 4 5 6 1. wyznaczyć równanie przedstawiające wyniki jako równanie regresji ważonej (wagą każdego pomiaru jest odwrotność kwadratu błędu, zaś b =0) współczynnik a obliczyć wg równania (10) w instrukcji [5] ( jako dn przyjąć n rz i - n a i ),. obliczyć współczynnik korelacji r (11) w instrukcji [5] i wartość r. 3. obliczyć wariancję empirycznego współczynnika regresji ważonej S (1) w instrukcji [5]. 4. należy napisać czy pomiędzy analizowanymi wielkościami (n rz i n a ) zachodzi korelacja liniowa (poprzez porównanie współczynnika korelacji r z wartością krytyczną tego współczynnika r kr, wyznaczonego dla określonego poziomu istotności α i liczby stopni swobody ν). 7. Literatura uzupełniająca 1. W.J. Prosnak, Ćwiczenia laboratoryjne z mechaniki płynów Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej 1975.. Walden H. Mechanika Płynów, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej 1978. 3. Kołodziejczyk L., Mańkowski S., Rubik M., Pomiary w inżynierii sanitarnej, Arkady, Warszawa 1980. 4. Praca zbiorowa pod redakcją M. Matlaka, A. Szustra, Ćwiczenia laboratoryjne z mechaniki płynów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 00. 5. Gajewski A.: Instrukcja do zajęć laboratoryjnych: cechowanie rotametru. a 5/5