background image

Badanie wypływu cieczy ze zbiornika 

 
 

1. 

Wypływ ustalony przez mały otwór (Wzór Torricellego) 

 

 

 

Równanie Bernoullego dla powyższego przypadku (bez strat energii): 
 

  

 

 

 

   

 

       

  

 

 

 

   

 

 

 

Zakładamy, że zbiornik jest otwarty   

 

 

     

 

   

 

 

 

  

 

 

 

       

  

 

 

 

         

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 
Dla wypływu ustalonego             , czyli  

 

    

 

    

 

 

 

 

 

Ostatecznie: 

  

 

      

 

  

Prędkość nie jest równomierna w całym przekroju otworu  - zależy od „z”. Konieczne 
zatem jest wprowadzenie współczynnika korygującego.  
 
Współczynnik prędkości α : 

  

 

        

 
Jak policzyć wydajność rzeczywistą strumienia wypływającego ze zbiornika ? 
 
W

ydajność teoretyczna : 

 

 

 

 

 

 

   

 

   

 

       

 

 

background image

Aby policzyć  wydajność rzeczywistą musimy uwzględnić  zjawisko kontrakcji ( zwężenia 
strugi towarzyszące przepływom cieczy przez otwory ostrokrawędziowe).  

 

Współczynnik kontrakcji: 

   

 

 

 

 

 

Wydajność rzeczywista: 
 

 

 

  

 

     

 

   

 

         

 

       

 

 

Współczynnik wydatku:  

           

 
Ostatecznie: 

 

 

  

     

 

       

 

 

 

2. 

Czas opróżniania zbiornika przez mały otwór

 

 

 

W odstępie czasu równym dt  przez otwór wypłynie objętość wody równa: 
 

 

  

              

   

 

       

 

     

Lub 

 

  

    

 

                 

 

f

o

 

– pole przekroju otworu, 

f

s

 

– pole przekroju strugi. 

 

background image

Równanie bilansu przyjmuje postać: 
 

  

 

                  

   

 

       

 

     

 

  

 

      

   

 

       

 

      

          

 

     

 

 

   

 

       

 

   

          

 

  

 

         

  

 

 

   

 

       

 

             

 

 

 

 

 

         

  

 

 

   

 

       

 

 

 

 

           

 
Gdy strumień zasilający zbiornik jest równy 0 (  

 

     i pole  przekroju  zbiornika  nie 

zmienia się po wysokości                   czas opróżniania zbiornika wynosi: 
 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

   

 

 

 

    

 
Czas całkowitego opróżnienia zbiornika: 

 

     

 

 
 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 
 

 

background image

3. 

Metodyka obliczeń 

 

 

 

Współczynnik wydatku 

 

   

  

  

        

 

 

Gdzie: 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

   

 

Współczynnik prędkości α :  
 

     

 

     

    

 

        

   

 
 

       

 

 

Skąd: 

   

   

 

     

 

  

 

    

 

   

Ostatecznie: 

   

 

    

 

Współczynnik kontrakcji: 
 

   

 
 

 

 
Teoretyczny czas opróżniania zbiornika: 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

   

 

 

 

    

 

Błąd względny określania czasu opróżniania zbiornika: 
 

   

 

 

   

  

 

 

       

background image

 

Tabele pomiarowe i obliczeniowe: 

 
Wyznaczanie 

α, β  i  μ: 

 

Typ otworu:  

……………………. 

Średnica otworu:   d

o

 

=  ……..   [m] 

Przekrój otworu:     f

o

 

=  ……..  [m

2

] 

L.p. 

Wielkości zmierzone 

Wielkości obliczone 

M

H20

 

 

 

  

 

α 

β 

μ 

[m] 

[m]

 

[m]

 

[kg] 

[s] 

[m

3

/s] 

[-] 

[-] 

[-] 

1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Średnia:   

 

 

 
 
 
Wyznaczanie czasu opróżniania zbiornika: 
 

Typ otworu:  

……………………. 

Średnica otworu:   d

o

 

=  ……..   [m] 

Przekrój otworu:     f

o

 

=  ……..  [m

2

] 

L.p. 

Wielkości zmierzone 

Wielkości obliczone 

f

o

 

μ 

h

1

 

 

  

 

t

o

 

ε 

[m

2

[m

2

]

 

[-]

 

[m] 

[m] 

[s] 

[s] 

[%] 

1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 

 

 

 

 

 

3.