09.05.2014r.
Wydział Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji
Grupa 2
Zespół 10
Ćwiczenie 7
Badanie przepływu cieczy przez poziome rurki
| d | V | t | Qd | r1 | r2 | ρ | ρ1 | Q0 | v1 | v2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| m | m3 | s | m3/s | m | m | kg/m3 | kg/m3 | m3/s | m/s | m/s |
| 0,02 | 0,001 | 36,9 | 2,7*10-5 | 2*10-2 | 2*10-3 | 1,0*103 | 13,55*103 | 2,8*10-5 | 0,0214 | 2,14 |
| 0,03 | 28,4 | 3,5*10-5 | 3,4*10-5 | 0,0278 | 2,78 | |||||
| 0,04 | 25,0 | 4,0*10-5 | 3,9*10-5 | 0,0318 | 3,18 | |||||
| 0,05 | 20,9 | 4,8*10-5 | 4,4*10-5 | 0,0382 | 3,82 | |||||
| 0,06 | 19,3 | 5,2*10-5 | 4,8*10-5 | 0,0414 | 4,14 | |||||
| 0,07 | 18,1 | 5,5*10-5 | 5,2*10-5 | 0,0437 | 4,37 | |||||
| 0,08 | 17,4 | 5,7*10-5 | 5,6*10-5 | 0,0453 | 4,53 |
Znaczenie symboli:
d – różnica wysokości słupa rtęci w manometrze [m]
V – objętość naczynia [m3]
t – czas napełnienia [s]
Qd – wydatek przepływu przy różnych ciśnieniach statycznych przepływającej cieczy [m3/s]
r1 – promień rurki [m]
r2 – promień rurki [m]
ρ – gęstość wody [kg/m3]
ρ1 – gęstość rtęci [kg/m3]
Q0 – wydatek przepływu wg prawa Bernoulliego i ciągłości strugi [m3/s]
v1 – prędkość przepływu [m/s]
v2 – prędkość przepływu [m/s]
g – przyspieszenie ziemskie = 9,81 [m/s2]
Wzory robocze:
Qd = $\frac{V}{t}$ [m3/s]
Q0 = π*r22$\sqrt{2gd\left( \frac{\rho_{1}}{\rho} - 1 \right)}$ [m3/s]
v = $\frac{Q_{d}}{\pi*r^{2}}$ [m/s]
Obliczenia:
Qd = $\frac{0,001}{36,9}$ = 2,7*10-5 [m3/s] Qd = $\frac{0,001}{28,4}$ = 3,5*10-5 [m3/s] Qd = $\frac{0,001}{25,0}$ = 4,0*10-5 [m3/s] Qd = $\frac{0,001}{20,9}$ = 4,8*10-5 [m3/s] Qd = $\frac{0,001}{19,3}$ = 5,2*10-5 [m3/s] Qd = $\frac{0,001}{18,1}$ = 5,5*10-5 [m3/s] Qd = $\frac{0,001}{17,4}$ = 5,7*10-5 [m3/s] |
Q0 = 3,14*(2*10-3)2$\sqrt{2*9,81*0,02\left( \frac{{13,55*10}^{3}}{{1,0*10}^{3}} - 1 \right)}$ = 2,8*10-5 [m3/s] Q0 = 3,14*(2*10-3)2$\sqrt{2*9,81*0,03\left( \frac{{13,55*10}^{3}}{{1,0*10}^{3}} - 1 \right)}$ = 3,4*10-5 [m3/s] Q0 = 3,14*(2*10-3)2$\sqrt{2*9,81*0,04\left( \frac{{13,55*10}^{3}}{{1,0*10}^{3}} - 1 \right)}$ = 3,9*10-5 [m3/s] Q0 = 3,14*(2*10-3)2$\sqrt{2*9,81*0,05\left( \frac{{13,55*10}^{3}}{{1,0*10}^{3}} - 1 \right)}$ = 4,4*10-5 [m3/s] Q0 = 3,14*(2*10-3)2$\sqrt{2*9,81*0,06\left( \frac{{13,55*10}^{3}}{{1,0*10}^{3}} - 1 \right)}$ = 4,8*10-5 [m3/s] Q0 = 3,14*(2*10-3)2$\sqrt{2*9,81*0,07\left( \frac{{13,55*10}^{3}}{{1,0*10}^{3}} - 1 \right)}$ = 5,2*10-5 [m3/s] Q0 = 3,14*(2*10-3)2$\sqrt{2*9,81*0,08\left( \frac{{13,55*10}^{3}}{{1,0*10}^{3}} - 1 \right)}$ = 5,6*10-5 [m3/s] |
|---|
v1 = $\frac{{2,7*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 2})}^{2}}$ = 0,0214 [m/s] v1 = $\frac{{3,5*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 2})}^{2}}$ = 0,0278 [m/s] v1 = $\frac{{4,0*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 2})}^{2}}$ = 0,0318 [m/s] v1 = $\frac{{4,8*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 2})}^{2}}$ = 0,0382 [m/s] v1 = $\frac{{5,2*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 2})}^{2}}$ = 0,0414 [m/s] v1 = $\frac{{5,5*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 2})}^{2}}$ = 0,0437 [m/s] v1 = $\frac{{5,7*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 2})}^{2}}$ = 0,0453 [m/s] |
v2 = $\frac{{2,7*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 3})}^{2}}$ = 2,14 [m/s] v2 = $\frac{{3,5*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 3})}^{2}}$ = 2,78 [m/s] v2 = $\frac{{4,0*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 3})}^{2}}$ = 3,18 [m/s] v2 = $\frac{{4,8*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 3})}^{2}}$ = 3,82 [m/s] v2 = $\frac{{5,2*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 3})}^{2}}$ = 4,14 [m/s] v2 = $\frac{{5,5*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 3})}^{2}}$ = 4,37 [m/s] v2 = $\frac{{5,7*10}^{- 5}}{3,14*{({2*10}^{- 3})}^{2}}$ = 4,53 [m/s] |
|---|
Wnioski
Celem ćwiczenia było zbadanie przepływu cieczy przez poziome rurki. Cel ćwiczenia został osiągnięty. Wyznaczyliśmy doświadczalnie wydatek przepływu Qd przy różnych ciśnieniach statycznych przepływającej cieczy i porównaliśmy uzyskane wyniki z wydatkiem Q0, obliczonym wg omówionych praw (prawo Bernoullniego, prawo ciągłości strugi). Obliczyliśmy również prędkość przepływającej cieczy. Wyniki pracy zostały przedstawione w tabeli i na wykresach.