Prędkość przepływu powietrza Materiał do samodzielnego przygotowania Hydromechanika – nauka o prawach rządzących cieczą w spoczynku i w ruchu. Hydromechanika dzieli się na kinematykę cieczy , badającą zjawiska ruchu cieczy w oderwaniu od materii i od sił wywołujących ruch, oraz na hydrodynamikę , badającą ruchy cieczy z uwzględnieniem wpływu sił działających na jej cząstki. Hydrodynamikę dzielimy na hydrostatykę zajmującą się warunkami równowagi cieczy i hydrokinetykę , rozpatrującą ruchy cieczy w zależności od sił na nią działających. Hydrodynamikę dzielimy na dynamikę cieczy doskonałej (nieściśliwej i nie lepkiej) i dynamikę cieczy rzeczywistych (z której to wywodzi się hydraulika ). Ciśnienie jest to stosunek sił powierzchniowych do pola powierzchni, na którą działa ta siła: P F p ∆ ∆ = Prawo Pascala W przypadku dużych ciśnień można pominąć wpływ siły ciężkości na rozkład ciśnienia. Wówczas ciśnienie rozchodzi się równomiernie w całym obszarze cieczy. Jest to prawo Pascala zwane również prawem równomiernego rozchodzenia się ciśnienia w cieczy . Zastosowaniem prawa Pascala jest prasa hydrauliczna i akumulator wodny. Prawo hydrostatycznego rozkładu ciśnień : Różnica ciśnień w cieczy pozostającej w spoczynku jest proporcjonalna do różnicy głębokości z p p b γ + = p – ciśnienie w dowolnym punkcie cieczy o ciężarze właściwym γ, pb – ciśnienie atmosferyczne, γz – ciężar słupa wody. Dzieląc równanie przez γ, otrzymujemy wzór na wysokość ciśnienia p/γ. Przyrost wysokości ciśnienia jest równy głębokości. Rodzaje ciśnień Ciśnienie bezwzględne (absolutne) pa mierzone jest względem próżni doskonałej. Nadciśnienie pn stanowi nadwyżkę ciśnienia bezwzględnego ponad ciśnienie atmosferyczne (pn = pa – pb). Podciśnienie pw stanowi różnicę między ćiśn. atm. a ciśn. bezwzg. (pw = pb – pa, gdzie pb ≥ pa). Miary ciśnienia Atmosfera fizyczna [atm] – jest to ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza odpowiada ciśnieniu jakie na podstawę wywiera słup rtęci o wysokości 760 mm i temp. 0 °C. Atmosfera techniczna [at] – jest to ciśnienie jakie na podstawę wywiera słup wody o wysokości 10 metrów i temp. 4 °C. Porównanie jednostek miar ciśnienia: 1 atm = 10,33 m słupa wody (4 °C) = 760 mm słupa rtęci (0°C) 1 at = 10 m słupa wody (4 °C) = 735,56 mm słupa rtęci (0°C) 1 Równanie ciągłości: Przy rzeczywistym stacjonarnym przepływie cieczy masa cieczy zawartej w pewnej obiętości
(…)
… Prandtla)wyznaczam prędkość przepływającego powietrza dla układu bez rury od
odkurzacza - vp oraz dla układu z rurą od odkurzacza - vRp (wyniki w tabeli 1)
Obliczam niepewność pomiaru za pomocą różniczki zupełnej [∆(∆h2) = 0,01mmH2O]
δ vp
ρcg
∆vp = ∆ (∆h2) =
∆ (∆h2) = 0,408 m/s
(dla mocy 1)
δh2
√ 2∆h2ρ
= 0,333 m/s
(dla mocy 2)
= 0,290 m/s
(dla mocy 3)
vp = (5,89 ± 0,41) m/s
vp = (7,21 ± 0,33) m/s…
…
[m/s]
7,344
7,021
6,763
6,729
6,089
6,051
5,912
5,742
7,313
vIIp2
[m/s]
4,305
3,579
3,508
3,443
3,191
3,094
2,586
2,526
2,465
Obliczam niepewność pomiaru metodą różniczki zupełnej :
∆ v⊥p1 = 0,02 m/s
∆ v⊥p2 = 0,02 m/s
∆ vIIp1 = 0,02 m/s
∆ vIIp1 = 0,02 m/s
Graficzny rozkład wzdłuż i w poprzek strumienia powietrza dla dwóch mocy strumienia jest
przedstawiony na wykresie.
Zestawienie wyników:
Wielkości…
…
+ ρgh + p = const.
2
jeżeli linia prądu jest pozioma (∆h=o), to:
ρv12
ρv22
+ p1 = + p2
2
2
Przepływ laminarny (uwarstwiony) – wszystkie cząsteczki poruszają się w kierunkach
równoległych do kierunku przepływu, w przypadku przepływu cieczy przez rurkę prędkości
cząsteczek maleją ze wzrostem odległości od osi rurki ( polega na spokojnym zsuwaniu się
warstewek cieczy po sobie),prędkość cząsteczek…
… pobocznymi, towarzyszącymi ruchowi głównemu).
Gdy średnia prędkość przepływu przekracza wartość graniczną (prędkość krytyczna),
przepływ laminarny przechodzi w burzliwy. Kryterium przejścia ruchu laminarnego w
burzliwy stanowi bezwymiarowa liczba Reynoldsa
vd
Re =
υ
której wart. kryt. Re cr = 2000÷2500
Przemiany energetyczne przy przepływie cieczy rzeczywistych przez obwód określa
uogólnione r-nie D…
… [ ( S2/S1) 2 – 1]
gdzie :
ρc – gęstość cieczy manometrycznej [ρc = 999 kg/m3]
g – przyśpieszenie ziemskie [g = 9,81 m/s2]
∆h – wskazania manometru
ρ - gęstość powietrza [ρ = 1,29 kg/m3]
S1 i S2 – pola przekroju rury [S1 = 0,1m, S2 = 0,04m]
5
vR1[v/s] ∆hR2[mmH2O]
4,925
0,84
5,243
1,24
5,940
1,59
tabela 2
vRp[v/s]
3,577
4,345
4,912
przedstawiającej prędkość przepływu wyznaczoną z różnicy ciśnień…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)