Wyznaczanie profilu prędkości płynu w rurociągu o przekroju kołowym

Podobne dokumenty
23 PRĄD STAŁY. CZĘŚĆ 2

A. POMIARY FOTOMETRYCZNE Z WYKORZYSTANIEM FOTOOGNIWA SELENOWEGO

Wyznaczanie współczynnika wzorcowania przepływomierzy próbkujących z czujnikiem prostokątnym umieszczonym na cięciwie rurociągu

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA

BADANIE SILNIKA WYKONAWCZEGO PRĄDU STAŁEGO

E4. BADANIE POLA ELEKTRYCZNEGO W POBLIŻU NAŁADOWANYCH PRZEWODNIKÓW

POMIAR PĘTLI HISTEREZY MAGNETYCZNEJ

11. DYNAMIKA RUCHU DRGAJĄCEGO

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii Instytut Inżynierii Mechanicznej

15. STANOWISKOWE BADANIE MECHANIZMÓW HAMULCOWYCH Cel ćwiczenia Wprowadzenie

Wyznaczanie współczynnika sztywności drutu metodą dynamiczną.

PRZENIKANIE PRZEZ ŚCIANKĘ PŁASKĄ JEDNOWARSTWOWĄ. 3. wnikanie ciepła od ścianki do ośrodka ogrzewanego

KOOF Szczecin: Komitet Główny Olimpiady Fizycznej. Andrzej Wysmołek Komitet Główny Olimpiady Fizycznej, IFD UW.

ROZKŁAD NORMALNY. 2. Opis układu pomiarowego

Przejmowanie ciepła przy konwekcji swobodnej w przestrzeni ograniczonej (szczeliny)

WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOSCI KRĄŻKA

MECHANIKA OGÓLNA (II)

OBWODY PRĄDU SINUSOIDALNEGO

ROZWIAZANIA ZAGADNIEŃ PRZEPŁYWU FILTRACYJNEGO METODAMI ANALITYCZNYMI.

Wyznaczanie profilu prędkości płynu w rurociągu o przekroju kołowym

Modelowanie przepływu cieczy przez ośrodki porowate Wykład III

II.6. Wahadło proste.

PRĄD ELEKTRYCZNY I SIŁA MAGNETYCZNA

BRYŁA SZTYWNA. Umowy. Aby uprościć rozważania w tym dziale będziemy przyjmować następujące umowy:

Rozdział V WARSTWOWY MODEL ZNISZCZENIA POWŁOK W CZASIE PRZEMIANY WODA-LÓD. Wprowadzenie

Modele odpowiedzi do arkusza Próbnej Matury z OPERONEM. Matematyka Poziom rozszerzony

Ruch obrotowy. Wykład 6. Wrocław University of Technology

Ć W I C Z E N I E N R C-2

Wykład Pojemność elektryczna. 7.1 Pole nieskończonej naładowanej warstwy. σ-ładunek powierzchniowy. S 2 E 2 E 1 y. ds 1.

Wykład 10. Reinhard Kulessa 1

PRACA MOC ENERGIA. Z uwagi na to, że praca jest iloczynem skalarnym jej wartość zależy również od kąta pomiędzy siłą F a przemieszczeniem r

Wykład: praca siły, pojęcie energii potencjalnej. Zasada zachowania energii.

WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA MODELU HYDRODYNAMIKI REAKTORA AIRLIFT EXPERIMENTAL VERIFICATION OF HYDRODYNAMICS MODEL OF AIRLIFT REACTOR

Cieplne Maszyny Przepływowe. Temat 8 Ogólny opis konstrukcji promieniowych maszyn wirnikowych. Część I Podstawy teorii Cieplnych Maszyn Przepływowych.

XXXVII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

ĆWICZENIE 3 REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

ĆWICZENIE 6. POMIAR MOMENTU BEZWŁADNOŚCI. SPRAWDZENIE DRUGIEJ ZASADY DYNAMIKI DLA RUCHU OBROTOWEGO. BADANIE ADDYTYWNOŚCI MOMENTU BEZWłADNOŚCI

KOMPUTEROWO WSPOMAGANA ANALIZA KINEMATYKI MECHANIZMU DŹWIGNIOWEGO

GRAWITACJA. przyciągają się wzajemnie siłą proporcjonalną do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu ich odległości r.

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Na skutek takiego przemieszcznia ładunku, energia potencjalna układu pole-ładunek zmienia się o:

PRZEMIANA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W CIELE STAŁYM

FIZYKA BUDOWLI. wilgoć w przegrodach budowlanych. przyczyny zawilgocenia przegród budowlanych

Elektroenergetyczne sieci rozdzielcze SIECI 2004 V Konferencja Naukowo-Techniczna

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka Poziom rozszerzony

Elementarne przepływy potencjalne (ciąg dalszy)

1. Ciało sztywne, na które nie działa moment siły pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem obrotowym jednostajnym.

9. 1. KOŁO. Odcinki w okręgu i kole

WYWAŻANIE MASZYN WIRNIKOWYCH W ŁOŻYSKACH WŁASNYCH

Wykład FIZYKA I. 8. Grawitacja. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Wpływ błędów parametrów modelu maszyny indukcyjnej na działanie rozszerzonego obserwatora prędkości

Mechanika ruchu obrotowego

Komputerowa symulacja doświadczenia Rutherforda (rozpraszanie cząstki klasycznej na potencjale centralnym

KINEMATYCZNE WŁASNOW PRZEKŁADNI

Siła tarcia. Tarcie jest zawsze przeciwnie skierowane do kierunku ruchu (do prędkości). R. D. Knight, Physics for scientists and engineers

Wykład 15. Reinhard Kulessa 1

9.1 POMIAR PRĘDKOŚCI NEUTRINA W CERN

BADANIE DYNAMICZNEGO TŁUMIKA DRGA

Próba określenia miary jakości informacji na gruncie teorii grafów dla potrzeb dydaktyki

Podstawowe układy pracy tranzystora bipolarnego

IV.2. Efekt Coriolisa.

XLI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP I Zadanie doświadczalne

Termoanemometr z pirometrem DT-8894 DT8894 produkcji CEM

CENTRALE WENTYLACYJNE Z ODZYSKIEM CIEPŁA - WYMIENNIK PRZECIWPRĄDOWY HESTOR TOP / PLUS CENTRALE Z WYMIENNIKIEM PRZECIWPRĄDOWYM.

Pole magnetyczne. 5.1 Oddziaływanie pola magnetycznego na ładunki. przewodniki z prądem Podstawowe zjawiska magnetyczne

POMIARY MAKRONAPRĘŻEŃ METODĄ DYFRAKCJI PROMIENIOWANIA RENTGENOWSKIEGO

Mechanika ogólna. Łuki, sklepienia. Zalety łuków (2) Zalety łuków (1) Geometria łuku (1) Geometria łuku (2) Kształt osi łuku (2) Kształt osi łuku (1)

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

Modelowanie zmienności i dokładność oszacowania jakości węgla brunatnego w złożu Bełchatów (pole Bełchatów)

Graf skierowany. Graf zależności dla struktur drzewiastych rozgrywających parametrycznie

OCZYSZCZANIE POWIETRZA Z LOTNYCH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

Grzegorz Kornaś. Powtórka z fizyki

Pracownia komputerowa

Sprawdzanie twierdzenia Steinera

Ćwiczenie 9 ZASTOSOWANIE ŻYROSKOPÓW W NAWIGACJI

Zależność natężenia oświetlenia od odległości

MOBILNE ROBOTY KOŁOWE WYKŁAD 04 DYNAMIKA Maggie dr inż. Tomasz Buratowski. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Robotyki i Mechatroniki

CHARAKTERYSTYKI GEOMETRYCZNE FIGUR PŁASKICH

Badania nad kształtowaniem się wartości współczynnika podatności podłoża dla celów obliczeń statycznych obudowy tuneli

POMIAR PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ

Wykład Półprzewodniki

WYKŁAD 1. W przypadku zbiornika zawierającego gaz, stan układu jako całości jest opisany przez: temperaturę, ciśnienie i objętość.

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom rozszerzony

GEOMETRIA PŁASZCZYZNY

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 10 7.XII Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Ocena siły oddziaływania procesów objaśniających dla modeli przestrzennych

20 ELEKTROSTATYKA. PRAWO COULOMBA.

Szczególna i ogólna teoria względności (wybrane zagadnienia)

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

METEMATYCZNY MODEL OCENY

ι umieszczono ladunek q < 0, który może sie ι swobodnie poruszać. Czy środek okregu ι jest dla tego ladunku po lożeniem równowagi trwa lej?

Uwagi: LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Ćwiczenie nr 16 MECHANIKA PĘKANIA. ZNORMALIZOWANY POMIAR ODPORNOŚCI MATERIAŁÓW NA PĘKANIE.

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

REAKTORY PRZEPŁYWOWE Wyznaczanie stałych równania kinetycznego reakcji izomeryzacji D- fruktozy do D-glukozy

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA

cz.2 dr inż. Zbigniew Szklarski

Problematyka pomiaru prędkości przepływu cieczy metodą ultradźwiękową w naturalnych małych kanałach otwartych

ELEKTROMAGNETYCZNE DRGANIA WYMUSZONE W OBWODZIE RLC. 1. Podstawy fizyczne

10. Ruch płaski ciała sztywnego

Transkrypt:

1.Wpowadzenie Wyznaczanie pofilu pędkości płynu w uociągu o pzekoju kołowym Dla ustalonego, jednokieunkowego i uwastwionego pzepływu pzez uę o pzekoju kołowym ównanie Naviea-Stokesa upaszcza się do postaci zwyczajnego ównania óżniczkowego. W układzie współzędnych cylindycznych dla pzepływu wzdłuż osi x ma ono następującą fomę: 1 1 2 dp d w dx d dw d gdzie: - odległość od osi uy w kieunku nomalnym, m., w - pędkość lokalna w punkcie, m/s, - lepkość dynamiczna, Pas, dp/dx - gadient ciśnienia wzdłuż osi uy, Pa/m. 2 (1) Scałkowanie tego ównania pozwala uzyskać wyażenie na pędkość lokalną w dowolnym punkcie pzekoju uy : gdzie : R - pomień uy. 1 dp w dx R 4 2 2 (2) Z ównania (2) wynikają zależności między pędkością lokalną, maksymalną i śednią pzepływającego płynu: w w wś R max 1 2 1 R 2 2 (3) W pzypadku uchu laminanego występuje zatem paaboliczny ozkład pędkości. W waunkach pzepływu buzliwego nie można ozwiązać ównania Naviea- Stokesa w sposób analityczny, gdyż poszczególne elementy płynu pouszają się nieegulanie wykazując cechy uchu nieustalonego. W tym pzypadku ozkład pędkości może być opisany w sposób pzybliżony, za pomocą ównania: w wmax 1 R 1/ n (4)

Wykładnik 1/n jest funkcją liczby Reynoldsa, a zależność paametu n od liczby Reynoldsa Re pokazano gaficznie na ys.1. 13 12 11 10 n 9 8 7 6 10 4 10 5 10 6 10 7 Re Rys.1. Zależność wykładnika n (ównanie 4) od liczby Reynoldsa. Badanie zjawisk występujących pzy pzepływie buzliwym pzepowadza się zazwyczaj w sposób doświadczalny. Jedną z najpostszych metod pomiau lokalnej pędkości pzepływu jest zastosowanie uki Pandtla. Na ys.2a pokazano pomia ciśnienia całkowitego, statycznego i dynamicznego za pomocą tego pzyządu, a ysunek 2b pzedstawia schematycznie najczęstszy sposób pomiau, tj. pomia ciśnienia dynamicznego p d. pd pc ps p (5) gdzie: p c - ciśnienie całkowite, Pa, p s - ciśnienie statyczne, Pa. Pomia ciśnienia dynamicznego umożliwia okeślenie pędkości lokalnej w punkcie umieszczenia sondy popzez wykozystanie ównania Benoulliego, któe pozwala sfomułować następującą zależność:

w 2 p (6) gdzie: - gęstość płynu. Ps Pd Pc Pd Rys.2. a) Pomia ciśnienia całkowitego, statycznego i dynamicznego, b) pomia ciśnienia dynamicznego za pomocą uki Pandtla. Ze względu na to, że ciśnienie dynamiczne jest pzeważnie stosunkowo małe (około kilkudziesięciu Pa) do jego pomiau użyto mikomanomet. Znając zależności pędkości lokalnej od pomienia można pzez całkowanie gaficzne obliczyć śednią pędkość pzepływu. 2.Cel ćwiczenia Głównym celem ćwiczenia jest wyznaczenie ozkładu pędkości gazu podczas pzepływu pzez uę o pzekoju kołowym. Dalszym celem jest poównanie pofilu uzyskanego na podstawie pomiau lokalnych pędkości z pofilem obliczonym za pomocą odpowiednich ównań. Kolejnym celem ćwiczenia jest wyznaczenie śedniej pędkości pzepływu pzez uę. 3.Apaatua

Schemat stanowiska pomiaowego pzedstawiony jest na ysunku 3. Powietze jest tłoczone do uy pomiaowej (6) za pomocą wentylatoa (5). W śodkowej części uociągu na obwodzie uy są zamocowane dwie uki Pandtla (7). Ruki te wmontowano w ten sposób, że istnieje możliwość pzesuwania ich w kieunku postopadłym do osi uy, co zostało schematycznie pokazane na ysunku 4. Położenie sondy pomiaowej może być okeślone za pomocą podziałki milimetowej. Ciśnienie dynamiczne miezone jest mikomanometem (4). Śednica uociągu wynosi D =105 mm. 4 PI 6 7 5 3 PI 4 2 Rys.3. Schemat apaatuy pomiaowej. 1-ua części ssania instalacji, 2- uka Pitota, 3- uka piezometyczna, 4- mikomanomet, 5- wentylato, 6- ua części tłoczenia instalacji, 7- uka Pandtla. 4.Metodyka pomiaów Podczas pzepływu powietza należy wykonać pomiay lokalnych pędkości gazu za pomocą dwóch sond pomiaowych (uek Pandtla) zmieniając ich położenie wzdłuż śednicy uy co 10 mm. Pomiay należy wykonać dla tzech óżnych objętościowych natężeń pzepływu gazu, ustalanych pzez odpowiednią nastawę 1

pędkości obotowej winika wentylatoa. Oboty wentylatoa ustala się zmieniając napięcie na autotansfomatoze pzyłączonym do silnika wentylatoa. Pomia objętościowego natężenia pzepływu gazu należy wykonać odczytując wskazanie mikomanometu połączonego jednym kóćcem do uki Pitota a dugim do uki piezometycznej. Tak wyznaczona óżnica ciśnień pozwala okeślić pędkość maksymalną gazu (w osi uy) z zależności (6). Pędkość śednią gazu w uociągu możemy następnie wyznaczyć ze wzou w ś = 0,5w max (7) dla pzepływu laminanego lub w ś 0,85w max (8) dla pzepływu buzliwego. 5.Opacowanie wyników pomiaów Rys.4. Sposób zamocowania sond pomiaowych. Na podstawie pomiaów pędkości lokalnej oaz pędkości śedniej należy : 1. Na podstawie zależności (6) obliczyć pędkości lokalne. Gęstość powietza w tempeatuze pocesu należy obliczyć wykozystując ównanie:

p M p 29 (9) R T 8314T 2. Wykeślić zmiezone pofile pędkości w uze w układzie współzędnych w = f() dla obu sond pomiaowych i dla tzech stumieni objętości gazu. 3. Obliczyć pędkość śednią na podstawie wykesu w = f() za pomocą całkowania gaficznego - w śc. W tym celu należy obliczyć pole powiezchni pod wykesem w = f() w ganicach -R do +R, a wielkość śednią wyznaczyć z zależności: w śc 1 2R R R w d 4. Wykeślić pofile pędkości w układzie współzędnych bezwymiaowych w /w śc= f(/r). 5. Poównać pędkości śednie: całkową i obliczoną z zależności (7) lub (8) w zależności od odzaju pzepływu gazu w uociągu. 6. Wyniki pomiaów i obliczeń należy zestawić w następującej tabeli: (10) N seii pomiaowej I pozioma p d w w śc w ś z zależności (7) lub (8) mm Pa m/s m/s m/s I pionowa II pozioma 7. Zintepetować wyniki obliczeń. 8. Liteatua: [1] Belina-Feundlich D. (Red.), Laboatoium inżynieii pocesowej cz.i, Pzenoszenie pędu i pocesy mechaniczne. Politechnika Wocławska, Wocław 1981. Instukcja pt. Wyznaczanie pofilu pędkości płynu w uociągu o pzekoju kołowym, auto: Z. Kawala. Opacowanie: d Janusz Dziak, Wocław 2015