Badania modelowe przelewu mierniczego



Podobne dokumenty
WYKŁAD 10 METODY POMIARU PRĘDKOŚCI, STRUMIENIA OBJĘTOŚCI I STRUMIENIA MASY W PŁYNACH

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

BADANIE PRZELEWU MIERNICZEGO

Wyznaczanie charakterystyk przepływu cieczy przez przelewy

Pomiary wydajności studni przy próbnych pompowaniach.

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

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

Ćwiczenie laboratoryjne Parcie wody na stopę fundamentu

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

W NACZYNIU WIRUJĄCYM WOKÓŁ OSI PIONOWEJ

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Instrukcja stanowiskowa

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

BADANIE WYPŁYWU CIECZY ZE ZBIORNIKA

PRAWO WODNE: URZĄDZENIA POMIAROWE W AKWAKULTURZE DR INŻ. ANNA M. WIŚNIEWSKA

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

Laboratorium metrologii

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

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

Przepływ w korytach otwartych. kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

MECHANIKA PŁYNÓW - LABORATORIUM

Wojskowa Akademia Techniczna Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTRUKCJA Z LABORATORIUM W ZAKŁADZIE BIOFIZYKI. Ćwiczenie 5 POMIAR WZGLĘDNEJ LEPKOŚCI CIECZY PRZY UŻYCIU

Zadanie 1. Zadanie 2.

Filtracja - zadania. Notatki w Internecie Podstawy mechaniki płynów materiały do ćwiczeń

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU LINIOWEGO PRZEPŁYWU LAMINARNEGO

Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: GBG s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY Z PRAWA STOKESA

Rok akademicki: 2012/2013 Kod: GBG n Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Odpylacz pianowy. Dane wyjściowe i materiały pomocnicze do wykonania zadania projektowego. Henryk Bieszk. Gdańsk 2009

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI POWIETRZA

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

POMIAR NATĘŻENIA PRZEPŁYWU

LABORATORIUM PODSTAW BUDOWY URZĄDZEŃ DLA PROCESÓW MECHANICZNYCH

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

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

Parcie na powierzchnie płaską

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie gęstości i lepkości płynów nieniutonowskich

Pomiar siły parcie na powierzchnie płaską

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

BADANIA W INSTALACJACH WENTYLACYJNYCH

BADANIE OPORÓW PRZEPŁYWU PŁYNÓW W PRZEWODACH

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI 1

ĆWICZENIE I POMIAR STRUMIENIA OBJĘTOŚCI POWIETRZA. OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

WIROWYCH. Ćwiczenie: ĆWICZENIE BADANIE PRĄDÓW ZAKŁ AD ELEKTROENERGETYKI. Opracował: mgr inż. Edward SKIEPKO. Warszawa 2000

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody płaskiej

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 7 BADANIE POMPY II

PL B1. Politechnika Warszawska,Warszawa,PL BUP 25/03. Mateusz Turkowski,Warszawa,PL Tadeusz Strzałkowski,Warszawa,PL

MOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM

Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI

Analiza korelacyjna i regresyjna

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ

Ćw. 4. BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM

1. Część teoretyczna. Przepływ jednofazowy przez złoże nieruchome i ruchome

BADANIE SILNIKA WYKONAWCZEGO PRĄDU STAŁEGO

POLITECHNIKA KRAKOWSKA

PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 4-EW ELEKTROWNIA WIATROWA

POMIAR STRUMIENIA PŁYNU ZA POMOCĄ ZWĘŻEK.

CERTYFIKAT TESTÓW 13Y-JET0078

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Systemy Ochrony Powietrza Ćwiczenia Laboratoryjne

CZUJNIKI POJEMNOŚCIOWE

Badanie wyładowań ślizgowych

WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów

BADANIE WYMIENNIKÓW CIEPŁA

Ćw. nr 41. Wyznaczanie ogniskowych soczewek za pomocą wzoru soczewkowego

POLITECHNIKA LUBELSKA

Ćwiczenie 3: Wyznaczanie gęstości pozornej i porowatości złoża, przepływ gazu przez złoże suche, opory przepływu.

Pomiary ciepła spalania i wartości opałowej paliw gazowych

Grupa 1 1.1). Obliczyć średnicę zastępczą przewodu o przekroju prostokątnym o długości boków A i B=2A wypełnionego wodą w 75%. Przewód ułożony jest w

Wymiennik ciepła. Dane wyjściowe i materiały pomocnicze do wykonania zadania projektowego. Henryk Bieszk. Gdańsk 2011

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA WYDZIAŁ MECHANICZNY INSTYTUT POJAZDÓW MECHANICZNYCH I TRANSPORTU

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA WYDZIAŁ MECHANICZNY INSTYTUT POJAZDÓW MECHANICZNYCH I TRANSPORTU

1. Wprowadzenie: dt q = - λ dx. q = lim F

Przekrój 1 [mm] Przekrój 2 [mm] Przekrój 3 [mm]

CZUJNIKI I PRZETWORNIKI POJEMNOŚCIOWE

Efekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

ĆWICZENIE NR 4 WYMIENNIK CIEPŁA

Zajęcia laboratoryjne

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

Opracowanie koncepcji ochrony przed powodzią opis ćwiczenia projektowego

Część A: Wodociągi dr inż. Małgorzata Kutyłowska dr inż. Aleksandra Sambor

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

Badanie wyładowań ślizgowych

LABORATORIUM Z PROEKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

Badania wentylatora. Politechnika Lubelska. Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów. i Napędów Lotniczych. Instrukcja laboratoryjna

Wykonawcy: Data Wydział Elektryczny Studia dzienne Nr grupy:

Ćwiczenie nr 1 Wyznaczanie charakterystyki statycznej termostatycznego zaworu rozprężnego

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

Transkrypt:

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW Badania modelowe przelewu mierniczego dr inż. Przemysław Trzciński ZAKŁAD APARATURY PRZEMYSŁOWEJ POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZ. BMiP, PŁOCK Płock 2007

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynników strumienia objętości przepływu dla różnych rodzajów przelewów. 2. Podstawy teoretyczne Przelew jest przegrodą ustawioną w poprzek przewodu otwartego i powodującą spiętrzenie swobodnej powierzchni cieczy. Wzniesienie h przelewającej się cieczy, mierzone w pewnej odległości od przegrody, w miejscu, w którym zaczyna się silniejszy spadek powierzchni swobodnej, nazywa się wysokością spiętrzenia (rys.1). Rys.1. Przepływ cieczy przez przelew: Oznaczenia: h wzniesienie cieczy daleko od przelewu, gdzie zaczyna się silniejszy spadek cieczy, w wysokość progu przelewu, b szerokość przelewu, B szerokość kanału. Kształt strugi przelewającej się cieczy zależy przede wszystkim od kształtu przelewu, a ponadto od stosunku wysokości h do wysokości progu przelewu w oraz od warunków zewnętrznych. Przelewy służące do pomiaru strumienia objętości przepływu nazywają się przelewami mierniczymi. Są to ostrobrzeżne przelewy niezatopione, w których struga cieczy opada swobodnie, nie zwilżając ściany przelewu, położonej po stronie wody dolnej. Strumień objętości przez przelew określamy jako funkcję wysokości spiętrzenia h: Q =µ gdzie: f (h) (1) Q - strumień objętości cieczy przepływającej przez przelew, µ - współczynnik, wyznaczany doświadczalnie, zależny od kształtu przelewu. 2

Elementarny strumień objętości cieczy przepływającej przez przelew o dowolnym kształcie otworu (rys.2) wynosi: dq =µ v da (2) gdzie: v - prędkość przepływu na głębokości z, da - pole elementu powierzchni. Rys.2. Wypływ przez przelew o dowolnym kształcie otworu Uwzględniając wzór Toricellego v = 2gh (3) oraz zależność da = b( z) dz (4) otrzymuje się ze wzoru (2) dq = µ 2gzb( z) dz (5) Całkowity rzeczywisty strumień objętości przepływu wynosi: h Q = µ dq = µ 2g b( z) zdz (6) A 0 W celu zastosowania wzoru (6) dla przelewu o konkretnym kształcie należy wyrazić zmienną szerokość b w funkcji jej zagłębienia z pod zwierciadłem wody górnej. 3

W tabeli 1 podano zależności opisujące strumień objętości cieczy Q dla różnych geometrii przelewów. Przelew Q Uwagi 2 Q = µ bh 2gh Przelew prostokątny 3 4 Przelew trójkątny Q = µ bh 2gh 15 prostokątny Q = κ µ d 2 d Przelew półkolisty d średnica κ - współczynnik przedstawiony w tabeli 2 Tab.1. Zależności opisujące strumień objętości Q dla różnych geometrii przelewów. h/d 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 K 0.132 0.159 0.188 0.219 0.253 0.288 0.326 0.366 0.408 0.451 0.497 0.544 0.593 0.644 0.696 0.751 Tab.2. Wartości współczynnika κ w zależności od stosunku h/d. 4

3. Opis stanowiska pomiarowego Widok stanowiska laboratoryjnego przedstawiono na poniższym zdjęciu (zdj.1): 3. Zbiornik 4. Przegrody 2. Rotametr 1. Kran Odpływ Napływ 3. Przystawki 6. Klapy spływowe 7. Zbiornik odpływowy 8. Stolik Zdj.1 Stanowisko laboratoryjne Schemat stanowiska pomiarowego przedstawia poniższy rysunek (rys.3). Rys.3 Schemat stanowiska do badania modelowego przelewu mierniczego. Oznaczenia: 1 kran, 2 rotametr, 3 zbiornik pomiarowy, 4 przegrody 5

Głębokość zanurzenia przystawek przedstawia poniższy rysunek (rys.3). A A-A A Rys.4 Głębokość zanurzenia przystawek 4. Wykonanie ćwiczenia 1. Określić wszystkie charakterystyczne wymiary badanych przelewów. 2. Odkręcić kran (1,zdj.1). 3. Po ustaleniu się warunków przepływu odczytać strumień objętości wody z rotametru (2,zdj.1) oraz wysokość spiętrzenia wody na badanym przelewie. 4. Pomiary wykonać kilkakrotnie dla różnych wartości strumienia objętości wody i różnych geometrii przelewów. 5. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli 3. 6. Współczynniki strumienia objętości wyznaczyć i obliczyć na podstawie wzorów umieszczonych w tabeli 1. 6

Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń: Rodzaj przelewu Wysokość spiętrzenia Przepływ objętościowy Współczynnik wody na przelewie wody strumienia objętości h [m] Q [m 3 /s] µ W sprawozdaniu należy umieścić: 1. Charakterystyczne wymiary przelewów. 2. Wzory używane do obliczeń. 3. Tabelę pomiarów. 4. Charakterystykę wybranego przelewu Q=f(h). 5. Rachunek błędów. 6. Wnioski. 5. Pytania kontrolne 1. Co nazywamy przelewem i gdzie może być on zastosowany? 2. Co to jest charakterystyka przelewu i do czego służy? 3. Wymienić rodzaje przelewów występujące w urządzeniach hydrotechnicznych. 4. Obliczyć strumień objętości cieczy przez przelew prostokątny. 5. Obliczyć strumień objętości cieczy przez przelew trójkątny. 6. Opisać sposób wyznaczenia współczynnika strumienia objętości dla przelewu. 7. W jakich przypadkach otwór o dowolnym kształcie może być traktowany jako przelew? 6. Literatura 1. Gryboś R.: Podstawy mechaniki płynów, Cz. 1, Warszawa, PWN 1998. 2. Walden H.: Mechanika płynów, Warszawa, WPW 1988. 7