PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO

Podobne dokumenty
Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

Przepływ w korytach otwartych. kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

Pomiar natęŝeń przepływu gazów metodą zwęŝkową

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

J. Szantyr Wykład nr 17 Przepływy w kanałach otwartych

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU LINIOWEGO PRZEPŁYWU LAMINARNEGO

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

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

J. Szantyr Wykład nr 27 Przepływy w kanałach otwartych I

Straty energii podczas przepływu wody przez rurociąg

Wyznaczanie charakterystyk przepływu cieczy przez przelewy

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

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

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

POMIAR NATĘŻENIA PRZEPŁYWU

BADANIE WYPŁYWU CIECZY ZE ZBIORNIKA

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

SZEREGOWY SYSTEM HYDRAULICZNY

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

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

prędkości przy przepływie przez kanał

Obliczenie objętości przepływu na podstawie wyników punktowych pomiarów prędkości

Regulacja stosunków wodnych w dorzeczu Wykład 2. Modelowanie przepływu w ciekach

Ćwiczenie laboratoryjne Parcie wody na stopę fundamentu

Pomiary stanów wód w ciekach. Związki wodowskazów

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

Instrukcja stanowiskowa

Aerodynamika i mechanika lotu

Badania modelowe przelewu mierniczego

WARUNKI HYDRAULICZNE PRZEPŁYWU WODY W PRZEPŁAWKACH BLISKICH NATURZE

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

Zadanie 1. Zadanie 2.

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, INSTYTUT INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ I POMIAROWEJ LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH I-21

OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

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

Hydrostatyczne Układy Napędowe Laboratorium

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

Podstawowe narzędzia do pomiaru prędkości przepływu metodami ciśnieniowymi

POMIAR STRUMIENIA PŁYNU ZA POMOCĄ ZWĘŻEK.

Przepływ w korytach otwartych. kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

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

Siatka spiętrzająca opis czujnika do pomiaru natężenia przepływu gazów. 1. Zasada działania. 2. Budowa siatki spiętrzającej.

Miniskrypt do ćw. nr 4

Parametry układu pompowego oraz jego bilans energetyczny

Supply air nozzle. Wymiary

STRATY ENERGII. (1) 1. Wprowadzenie.

BADANIE WYMIENNIKÓW CIEPŁA

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH: TECHNIKA PROCESÓW SPALANIA

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Zasada działania maszyny przepływowej.

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Temat ćwiczenia. Pomiary płaskości i prostoliniowości powierzchni

OGRZEWNICTWO. 5.Zagadnienia hydrauliczne w instalacjach ogrzewania wodnego. Spadek ciśnienia w prostoosiowych odcinkach rur (5.1)

Wojskowa Akademia Techniczna Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu

J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

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

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

Politechnika Poznańska. Zakład Mechaniki Technicznej

BADANIE PRZELEWU MIERNICZEGO

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

RÓWNANIE MOMENTÓW PĘDU STRUMIENIA

Pomiar pompy wirowej

Laboratorium InŜynierii i Aparatury Przemysłu SpoŜywczego

REAKCJA HYDRODYNAMICZNA STRUMIENIA NA NIERUCHOMĄ PRZESZKODĘ.

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

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

Obliczanie światła przepustów

SPIS TREŚCI. 1. Spis rysunków

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

SPIS TREŚCI. 1. Spis rysunków 1) Mapa zlewni skala 1: ) Plan sytuacyjny 1:500. 3) Przekrój poprzeczny 1:200. 4) Profil podłuŝny cieku Wałpusz

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNE D-1 LABORATORIUM Z MIERNICTWA I AUTOMATYKI Ćwiczenie nr 11. Pomiar przepływu (zwężka)

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Badanie wentylatora - 1 -

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

SPIS TREŚCI Obliczenia zwężek znormalizowanych Pomiary w warunkach wykraczających poza warunki stosowania znormalizowanych

STATYKA I DYNAMIKA PŁYNÓW (CIECZE I GAZY)

Pomiary natężenia przepływu gazów metodami: zwężkową i kalorymetryczną

Gęstość i ciśnienie. Gęstość płynu jest równa. Gęstość jest wielkością skalarną; jej jednostką w układzie SI jest [kg/m 3 ]

LABORATORIUM Z PROEKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

Parametry pracy pompy i zjawisko kawitacji

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

Laboratorium LAB3. Moduł pomp ciepła, kolektorów słonecznych i hybrydowych układów grzewczych

Pomiar natężenia przepływu płynów ściśliwych metodą zwężki pomiarowej

Temat ćwiczenia. Pomiary otworów na przykładzie tulei cylindrowej

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

WYZNACZANIE BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ LAMP I OPRAW OŚWIETLENIOWYCH

W zaleŝności od charakteru i ilości cząstek wyróŝniamy: a. opadanie cząstek ziarnistych, b. opadanie cząstek kłaczkowatych.

Mechanika płynów : laboratorium / Jerzy Sawicki. Bydgoszcz, Spis treści. Wykaz waŝniejszych oznaczeń 8 Przedmowa

(równanie Bernoulliego) (15.29)

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

ĆWICZENIE NR 4 WYMIENNIK CIEPŁA

Przepływy laminarne - zadania

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

BADANIA W INSTALACJACH WENTYLACYJNYCH

Transkrypt:

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW Ćwiczenie N 9 PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO

. Cel ćwiczenia Sporządzenie carakterystyki koryta Venturiego o przepływie rwącym i wyznaczenie średniej wartości współczynnika przepływu.. Podstawy teoretyczne: ZwęŜkowe kanały miernicze, zwane równieŝ kanałami Venturiego, otrzymuje się poprzez boczne i pionowe (lub tylko boczne) zwęŝenie przekroju koryta. Stosowane obecnie kanały Venturiego, przeznaczone do pomiaru natęŝenia przepływu cieczy (szczególnie zanieczyszczonyc) w przewodac otwartyc, mają róŝne kształty, np. dno jest płaskie, z progiem lub ze zmiennym spadkiem, ścianki boczne zwęŝenia i rozszerzenia są powierzcniami cylindrycznymi o tworzącyc pionowyc lub powierzcniami stoŝkowymi itp. Przedmiotem rozwaŝań będzie ruc wody w poziomym kanale otwartym, w którym pewien odcinek jest zastąpiony przewęŝeniem o przekroju prostokątnym (rys. ). Rys.. Koryto Venturiego Równanie Bernoulliego dla ustalonego rucu wolnozmiennego (prędkości elementów cieczy są prawie prostopadłe do przekroju przepływowego, a w przekrojac panuje ydrostatyczny rozkład ciśnienia) przyjmuje postać: α υ g α υ g s + + + () JeŜeli, ze względu na niewielką odległość przekrojów, pominie się straty energetyczne, to wysokość rozporządzalna przed zwęŝeniem (przekrój I) i w zwęŝeniu (przekrój II) jest jednakowa (ciśnienie nad powierzcnią swobodną cieczy jest równe ciśnieniu atmosferycznemu, a prędkość średnia υ Q / A ). Równanie przyjmuje postać: αυ αυ + + () g g

Pomijając z kolei wysokość prędkości dopływu υ, czyli zakładając, Ŝe jest ona znacznie αυ mniejsza od ( g << ), otrzymamy: Q b g α ( ) () poniewaŝ: Q b (4) υ A zatem do określenia strumienia przepływu konieczna jest znajomość dwóc głębokości: przed zwęŝką i w zwęŝeniu. Jest to pewna niedogodność, która komplikuje pomiar i rejestrację przepływu. Nie mają tej niedogodności kanały Venturiego o przepływie rwącym. Na skutek odpowiedniego dobrania parametrów geometrycznyc przewęŝenia ( b b 0, 0, 66 i l b 5 ) wystąpi w korycie zjawisko przejścia rucu spokojnego w ruc rwący, carakteryzujące się pojawieniem za przewęŝeniem strefy silnyc zaburzeń, w której głębokość gwałtownie wzrasta, a na powierzcni tworzy się poziomy walec, zwany odskokiem Bidona. Przed przewęŝeniem następuje akumulacja energii tak długo, aŝ wystarczy jej do zapewnienia właściwego przepływu. Ten minimalny zasób energii będzie odpowiadał rucowi krytycznemu stanowiącemu granicę dwóc stref rucu: spokojnego i rwącego. Energia rozporządzalna w dowolnym przekroju koryta prostokątnego, liczona względem dna, ma wysokość: αυ E + g + ( b) α Q g E p + Ek e( ) (5) Wysokość energii E osiąga minimum w punkcie K o współrzędnyc kr, E kr stanowiącyc punkt podziału obszaru rucu na spokojny i rwący. Z warunku na minimum funkcji e otrzymamy:

b Q α 0 (6) g ( b) skąd: αq gb kr (7) Oznacza to, Ŝe wysokość krytyczna jest jednoznacznie związana ze strumieniem Q. Jeśli w przewęŝeniu wystąpi wysokość krytyczna, to we wzorze moŝna podstawić zamiast wartość określaną zaleŝnością 7, w której bb. Kanał musi być zatem tak skonstruowany, Ŝeby przepływająca ciecz osiągnęła w dowolnym przekroju przewęŝenia wartość kr. PoniewaŜ, zgodnie z załoŝeniem, przed przewęŝeniem przepływ jest spokojny, przeto moŝna osiągnąć kr odpowiednio zwęŝając kanał (zmniejszając szerokość, zmienia się wysokość napełnienia kanału). Po podstawieniu 7 do otrzyma się: Q b g (8) α Rzeczywisty strumień przepływu: Q µ b g (9) gdzie: µ współczynnik przepływu uwzględniający nierównomierny rozkład energii kinetycznej w przekroju poprzecznym (współczynnik Coriolisa) oraz czynniki nie uwzględnione w równaiu (8). (straty energetyczne, wysokość prędkości i inne). Na wartość współczynnika przepływu mają wpływ róŝne czynniki powodujące zmniejszenie lub zwiększenie rzeczywistego strumienia przepływu w stosunku do jego wartości obliczonej teoretycznie. Wartość współczynnika µ zaleŝy od: cec geometrycznyc koryta zwęŝkowego (kształtu części wlotowej, stosunku szerokości b /b, długości części zwęŝonej, cropowatości ścianek), własności fizycznyc cieczy (lepkości, temperatury, napięcia powierzcniowego), ssącego działania przewęŝenia spowodowanego krzywoliniowością przepływu. W niektóryc przypadkac wpływ krzywoliniowości jest większy niŝ wpływ czynników pozostałyc, w wyniku czego przepływ rzeczywisty jest większy niŝ teoretyczny.

. Stanowisko pomiarowe Rys.. Scemat stanowiska pomiarowego. Stanowisko Rys. 6. Stanowisko pomiarowe 4. Przebieg i program ćwiczenia: Sprawdzić czy zawór regulacyjny jest zakręcony. Po włączeniu pomp przez prowadzącego płynnym rucem otwierać zawór regulacyjny aŝ do uzyskania na rotametrze strumienia przepływu 6.

Odczytać na wodowskazie wysokość, oraz wysokości od Z do Z 9 wewnątrz koryta Venturiego. Nastawić kolejno na rotametrze wskazania: 5.5; 5.0; 4.5; 4.0;.5;.0;.5;.0;.5;.0; 0.5. i odczytać dla nic na wodowskazie wysokości, oraz wysokości od Z do Z 9 wewnątrz koryta Venturiego. Po zakończeniu pomiarów zakręcić zawór regulacyjny i zgłosić zakończenie ćwiczenia prowadzącemu w celu wyłączenia pomp. Obliczyć wartości: prędkości średniej, liczby Froudea υ Fr, g liczby Reynoldsa υ Re, v Zmieniając wysokość, wyznaczyć odpowiednią liczbę par (, Q) potrzebną do sporządzenia zaleŝności: f (Q), µf (Fr), µf (Re). αυ Sprawdzić czy spełnione jest załoŝenie g <<. 5. Przykładowe obliczenia Tabela pomiarowa Lp q v µ kr qvt m / mm - m m / 6, 0 0,96 0,078 5,79 4 5 6 7 8 9 0

Przykładowe obliczenia m g b Q 79 5, 600 0,0 9,8 0,05 0,9 µ m gb Q kr 078 0, 0,05 9,8 0,0069 α Wykres