POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ I MECHANIKI PŁYNÓW |
Temat: Badanie modelowe przelewu mierniczego. |
Nr ćwiczenia 4.17 |
Hubert Szostak wydział :Mechaniczno -Energetyczny Rok III sekcja 2 |
Data ćwiczenia: 1995.11.20
|
Ocena: |
Uwagi prowadzącego:
|
||
1.Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest sporządzenie charakterystyki rzeczywistego mierniczego przelewu na podstawie pomiarów wykonanych na modelu o znanej skali liniowej.
2.Schemat stanowiska pomiarowego.
W - wodowskaz kolcowy;
T - termometr;
E - przelew mierniczy;
K - koryto modelowe;
R - zawór;
S - siatka uspakająca przepływ;
3. Tabela pomiarowa.
liczba |
t |
h |
Qteor |
Qrze |
Q rze1 |
h1 |
μ |
pomiar. |
s |
mm |
dm3/s |
dm3/s |
dm3/s |
mm |
|
1 |
16,12 |
49,2 |
0,966779 |
0,593002 |
40,23 |
265,68 |
0,613379 |
2 |
17,66 |
45,9 |
0,871161 |
0,541291 |
30,69 |
247,86 |
0,621344 |
3 |
18,93 |
43,3 |
0,798199 |
0,504976 |
26,22 |
233,82 |
0,632644 |
4 |
21,74 |
40,8 |
0,730079 |
0,439705 |
23,29 |
220,32 |
0,602271 |
5 |
24,62 |
36,9 |
0,627941 |
0,388269 |
20,75 |
199,26 |
0,618321 |
6 |
27,96 |
33,8 |
0,550496 |
0,341888 |
19,16 |
182,52 |
0,621054 |
7 |
32,22 |
31,2 |
0,488215 |
0,296685 |
17,55 |
168,48 |
0,607693 |
8 |
39,08 |
27,8 |
0,410626 |
0,244606 |
15,87 |
150,12 |
0,59569 |
9 |
46,68 |
24,7 |
0,343894 |
0,204781 |
14,95 |
133,38 |
0,595478 |
10 |
56,7 |
21,1 |
0,271521 |
0,168593 |
14,11 |
113,94 |
0,620919 |
11 |
78,2 |
16,1 |
0,180975 |
0,12224 |
13,16 |
89,94 |
0,675455 |
4. Zastosowane wzory oraz przykład obliczeń.
a). Natężenie przepływu modelowego teoretyczne obliczam ze wzoru:
gdzie:
B - szerokość przegrody [m];
h - wysokość strugi przelewowej [m];
g - przyspieszenie ziemskie [m/s2];
b). Natężenie przepływu modelowego rzeczywiste wyliczam:
gdzie:
m - masa ciężarka [kg];
k - stała ;
ρ - gęstość wody [kg/m3];
t - czas [s];
c). Współczynnik przepływu :
μ=Qrze/Qteor
d). Zakładam skale liniową ξl = 5,4 .Stosunek strumienia przepływu wynosi:
=67,76
Przykłady obliczeń dla nr 1:
a). Natężenie przepływu modelowego teoretyczne wynosi :
=0,966779 *10-3 m3/s
b). Natężenie przepływu modelowego rzeczywiste wyliczam:
=0,5930*10-3 m3/s;
c). Współczynnik przepływu:
μ=Qrze/Qteor =0,5930/0,966779 = 1,071;
d). Rzeczywista wysokość strugi przelewowej h1=ξl*h
h1=ξl*h=49,2*5,4=265,68 mm;
Rzeczywista wartość natężenia przepływu wynosi:
Q1rze = ξQ * Qrze= 67,76*0,59300=40,23 dm3/s
5. Wykres wysokości strugi przelewowej h od natężenia przepływu Qteor i Qrze .
6.Wnioski.
1). Punkty pomiarowe sporządzone w czasie doświadczenia odbiegają wartością od charakterystyki teoretycznej {wykres 5}.
2). Na podstawie pomiarów wykonanych na modelu o znanej skali liniowej ξl można sporządzić charakterystykę rzeczywistego przelewu mierniczego {wykres}.
3). Spełnienie wszystkich liczb podobieństwa (Froude'a, Eulera, Reynoldsa, Strouhala) jest niemożliwe(skrypt „Mechanika płynów” pod redakcją Krystyny Jeżowskiej-Kabsch str. 241). Ponieważ w czasie doświadczenia dominującą siłą jest siła ciężkości ,więc jako kryterium podobieństwa wykorzystano równość liczb Froude'a.