System do pomiaru strumienia objętości wody - omówienie

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery
Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów
Wydział Mechaniczno-Energetyczny Politechniki Wrocławskiej
LABORATORIUM PT. PODSTAWY METROLOGII I TECHNIK EKSPERYMENTU
Ćwiczenie nr 6
Temat: SYSTEM DO POMIARU STRUMIENIA OBJĘTOŚCI WODY ZA POMOCĄ
ZWĘŻKI
Badania i opracowanie wykonał
Data ćwiczenia Prowadzący Data oddania sprawozdania Ocena
Poprawa
Zadania do wykonania 1. Pomiar maksymalnej różnicy ciśnień w manometrze przy 2600 obr/min. 2. Dobranie odpowiednio mniejszej różnicy ciśnień na kryzie poprzez sterowanie obrotami pompy. 3. Pomiar wartości potrzebnych do obliczenia strumienia objętości przepływu. 4.Wyznaczenie charakterystyki strumienia objętości od różnicy ciśnień.
Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z metodą pomiaru strumienia objętości
Sporządzenie charakterystyki przepływu przez zwężkę qv=f(Δh)
Wyznaczenie niepewności pomiaru strumienia objętości
Opis przebiegu eksperymentu
Ćwiczenie polegało na zmierzeniu kilku wielkości , z których później został wyznaczony strumień objętości. Strumień objętości wyznaczono na dwa sposoby. Pierwszym sposobem był pomiar bezpośredni strumienia objętości qv za pomocą wirnika. Drugi sposób polegał na dokonaniu pomiaru pośredniego i wyznaczeniu strumienia objętości ze wzoru:
C - współczynnik przepływu; ɛ - liczba ekspansji; β - przewężenie (d/D); d - średnica kryzy; D - średnica przewodu; Δp - ciśnienie różnicowe na kryzie, ρ - gęstość przepływającego płynu.
Dla manometru mierzonego U-rurką wartość Δp przyjmuje postać:
Δh - różnica wysokości w manometrze, ρm - gęstość cieczy manometrycznej
Sposób wyznaczenia niepewności względnej pomiaru strumienia objętości:
Liczbę ekspansji wyliczono ze wzoru:
W tym przypadku, gdy badano strumień objętości wody(płyn nieściśliwy) wartość liczby ekspansji jest równa ɛ=1.
Pomiarów dokonano przy następujących warunkach otoczenia:
Ciśnienie otoczenia: Pb = 100,72 kPa Temperatura otoczenia: tot­ = 14 oC
Tabele Pomiarowe
Tab 3.1. Pomiar strumienia objętości z obliczeniami Tab. 3.2. Analiza niepewności pomiarowych:
u(D)/D
u(ρ)/ρ
u(Δρ)/Δρ
u(Δh)/Δh1
u(ɛ)/ɛ

(…)

…, znacznie przekraczającą niepewność pomiaru. Jednak można zauważyć, że im strumień objętości jest większy, tym dokładność przepływomierza wirowego zmniejsza się. Może warto sprawdzić przyrząd dla większych przepływów.
Nr grupy
Lp.
n
I
U
Δh
t
qvw
d
C
ρ
qv
U(qv)
obr/min
A
V
mmhg oC
m3/h
mm
kg/m3
m3/h
m3/h
1.
400
1,5
30
5
14,3
3,2
31,4
0,608
999,1
2,05
0,02
2.
600
1,5
40
20
14,2
4,7
4,10
0,05
3.
800
2,0
60
45…
… charakterystyki przepływu przez zwężkę qv=f(Δh)
Wyznaczenie niepewności pomiaru strumienia objętości
Opis przebiegu eksperymentu
Ćwiczenie polegało na zmierzeniu kilku wielkości , z których później został wyznaczony strumień objętości. Strumień objętości wyznaczono na dwa sposoby. Pierwszym sposobem był pomiar bezpośredni strumienia objętości qv za pomocą wirnika. Drugi sposób polegał na dokonaniu pomiaru…
… niepewności pomiarowych:
u(D)/D
u(ρ)/ρ
u(Δρ)/Δρ
u(Δh)/Δh1
u(ɛ)/ɛ
0,23
0,1
0,1
0,16
0
u(d)/d
u(C)/C
u(g)/g
u(Δp)/Δp
u(qv)/qv
0,04
0,547
0,1
0,16
0,57
Wykresy
Rys 4.1. Zależność strumienia objętości od ciśnienia hydrostatycznego(szary - pomiar za pomocą „Ultraflexu”; czarny - za pomocą manometru różnicowego)
Przykładowe Obliczenia
Przykład obliczenia strumienia objętości przepływu:
Dokładność jest do drugiego…
... zobacz całą notatkę