ustalony wypływ przez otwory, sem 3, mechanika płynów [ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->Magdalena Źródłowska gr7, poniedziałek godz.14:30Ustalony wypływ przez otwory1.Cel ćwiczenia i krótki wstęp teoretyczny.Celem naszego ćwiczenia jest określenie wartości współcznnikaμdla otworu.Następnie porówanie krzywych konsumcyjnych.Wypływ określa ilość cieczy jaka wydostaje się przez otwór w zbiorniku z cieczą.Ruch ustalony jest to ilość cieczy, która wypływa w jednostce czasu przezotwór. Jest ona uzupełniana takim samym dopływem cieczy do zbiornika. Dziękiczemu poziom zwierciadła wody w zbiorniku, za czym idzie ciśnienie w obszarzewypływu i prędkość wypływu nie ulega zmianie. W naszym przypadku nie dzielimuotworów na mały i duży, ponieważ prędkość zależy od różnicy poziomu zwierciadławody a nie od zagłębienia otworu pod zwierciadłem cieczy.Wzory:Qteoretyczne=µp×A×2gH[cm3/s]µ=QDowiadczalne[−]QTeoretycznegdzie:μp-współczynnik wypływuμ-współczynnikwydatku otworuA-powierzchniaotworu [cm²]Q-natężenieprzepływu [cm³/s]g-przyspieszenieziemskie 9,81 [m/s²]2.Przebieg ćwiczenia.Ustalamy wymiary otworu oraz rzędne środka otworu.Następnie odczytujemy 'zero'wodowskazu przelewu wytarowanego.Otwieramy zawór i ustalamy dowolny,sięgajacy powyżej górnej krawędzi otworu poziom wody w korycie.Gdy zwierciadłowody w korycie ustawi się odczytujemy na wodowskazie przelewu wysokośćprzelewającej się wody h. Dzięki jej krzywej konsumcyjnej określamy rzeczywistąwartość przepływu Q.Następnie odczytujemy poziom wody w korycie używającwodowskazu i na podstawie tego ustalamy głębokość H.Za pomocą wodowskazumierzymy średnicę strugi w przekroju, w którym struga uległa największemuzwężeniu. Powyższe czynności powtarzamy dla różnych przepływów Q.3.Przykładowe obliczenia.Obliczanie wartości współczynnika μ dla punktu 1.Qteoretyczne=µp×A×2gH[cm3/s]μp=0,82A=Πd²/4µ=QDowiadczalne[−]QTeoretycznegdzie:d-średnicaotworu równa 1 cmμp-współczynnik wypływuμ-współczynnikwydatku otworuA-poleprzekroju otworu[cm²],d -średnica otworu [cm]Q-przepływ[cm³/s]H– głębokość od zwierciadła wody w korycie do środka otworu [cm]g– przyspieszenie ziemskie [cm/s2]A=0,785cm²Qteoretyczne=0,82·0,785 ·√2⋅981⋅0,51=20,3619cm³/sμ=17,5/20,3619=0,8594μśr=21,92/25=0,87684.Tabela z platformy elf nr. 208 i tabela z wynikami obliczeńNr12345678910111213141516171819202122232425H[cm]Q[cm³/s]Qteorety czneμ0,5117,5020,36190,7121,1024,02490,9324,0027,49631,1326,5030,30901,3329,1032,88201,5631,6035,61191,7432,8037,61041,9134,4039,40492,1335,8041,61242,3938,4044,07902,5640,6045,61982,7241,1047,02382,9243,2048,72193,1343,4050,44353,4146,6052,65143,5347,3053,56983,7549,1055,21394,0049,6057,02474,1851,2058,29364,3751,2059,60384,6254,6061,28504,8755,6062,92135,0556,5064,07355,2856,8065,51645,5259,2066,98890,85940,87830,87280,87430,88500,88730,87210,87300,86030,87120,89000,87400,88670,86040,88510,88300,88930,86980,87830,85900,89090,88360,88180,86700,88376.Wykres z krzywą konsumcyją teoretyczną i doświadczalną.Krzywa konsumcyjna teoretyczna i doświadczalna6,005,004,00H[cm]3,002,001,000,0010,00Q[cm³/s]Regresja liniowa dla Q[cm³/s]QteoretyczneRegresja liniowa dla Qteore-tyczne20,0030,0040,0050,0060,0070,00Q[cm³/s]7. WnioskiNa wyniki, z których utworzyliśmy krzywą konsumcyjna doświadczalną iteoretyczną nie mieliśmy wpływu, ponieważ zostały one pobrane z platformy.Jednak możemy spekulować, że na błędy miała wpływ zużyta aparatura,niedokładne odczyty z wodomierzy, a także błędy ludzkie podczaswykonywania doświadczenia. Nie wielka ilość punktów odbiega od lini trenduwięc możemy stwierdzić, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie, bezwiększych błędów. [ Pobierz całość w formacie PDF ]