1
Przepływ laminarny i burzliwy cieczy
Wykonywanie ćwiczenia:
1. Odkręcić zawór nr 3
2
(rys. 1). Woda wylewa się ze stałą prędkością do
zlewki.
2. Odczytać wysokość słupa cieczy h
1
i h
2
w rurkach manometrycznych 5
(rys.1).
3. Zmierzyć czas t wypływu około 400 ml wody.
4. Objętość V wody, która wypłynęła do zlewki zmierzyć dokładnie cylindrem
miarowym, po czym wodę wlać do butli 1.
5. Powtórzyć 10-krotnie punkty 1- 4 dla innych prędkości wypływu wody,
zmieniając stopień otwarcia zaworu 3
2
tak by poziom h
2
zmieniał się co 1 cm.
6. Dla każdego pomiaru wyliczyć h = h
1
– h
2
oraz wydatek wody
t
V
s
cm
3
.
7. Sporządzić wykres zależności h od
t
V
.
2
Opracowanie wyników.
Przykładowe pomiary i ich opracowanie przedstawia tabela 1 i rys. 2.
Na rys. 2 wyraźnie widać, że punkty pomiarowe układają się na prostej A i
krzywej B.
Na osi odciętych odczytujemy wartości wydatku wody
k
t
V
odpowiadającego
przecięciu się tych linii. Na przykładowym wykresie
k
t
V
= 10,5 cm
3
/s =
10,5 10
-6
m
3
/s.
Mając tę wartość liczymy prędkość wypływu ze wzoru:
k
2
k
t
V
r
1
v
, gdzie
r oznacza promień rurki. Jest to wartość prędkości, dla której przepływ
laminarny przechodzi w przepływ burzliwy.
Mając v
k
liczymy liczbę Reynolds’a ze wzoru
r
v
Re
k
gdzie:
r = 3 10
-3
m
w
= 10
3
kg/m
3
w
= 10
-3
kg/m s
Dla podanego przykładu:
s
m
37
,
0
s
m
10
5
,
10
m
)
10
3
(
1
v
3
6
2
2
3
k
Wielkość liczby Reynolds’a będzie więc równa:
1110
s
m
kg
10
m
kg
10
m
10
3
s
m
37
,
0
Re
3
3
3
3
.
3
Wyniki pomiarów i obliczeń zebrać w tabeli:
Tabela 1.
Lp.
h
1
[cm]
h
2
[cm]
h [cm]
V [cm
3
]
t [s]
s
cm
t
V
3
1.
2.
3.
29,3
.
.
29,1
0,2
300
169
1,78
Rys. 2.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
4,2
4,4
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
V/t[cm
3
/s]
h[cm]
B
A
