Ćwiczenie M7 WYZNACZNIE LICZBY REYNOLDSA Przyrządy

wiczenie M7
WYZNACZNIE LICZBY REYNOLDSA
Przyrz dy
Rurka kapilarna z butl Mariotte’a, linijka, stoper, zlewka.
Zgodnie z prawem Poiseuille’a podczas przep ywu laminarnego cieczy przez rurk
spe niona jest zale!no"#
r 4 ( p1 p 2 )
V
=
(1)
t
8 l
gdzie:
V
- obj to"# cieczy przep ywaj cej w jednostce czasu,
t
r - promie, wewn trzny rurki,
l - d ugo"# rurki ( l = 1m) ,
p1 p 2 - ró!nica ci"nie, na ko,cach rurki ( h) ,
- wspó czynnik lepko"ci cieczy.
W uk adzie do"wiadczalnym przedstawionym na rysunku miar ró!nicy ci"nie, jest ró!nica
poziomów h cieczy w rurkach
p2 = g h
p1
gdzie
(2)
jest g sto"ci cieczy. Zale!no"#
V
= f ( h) jest zale!no"ci liniow o
t
wspó czynniku nachylenia a równym
a=
gr 4
8 l
(3)
Znaj c wspó czynnik nachylenia a mo!na obliczy# promie, wewn trzny rurki
8a l
g
a st d liczba Reynoldsa
r=4
(4)
V
r t
Re =
(5)
Kolejno"# wykonywanych czynno"ci
1. Nape ni# wod butl Mariotte’a . Ustawi# butl na statywie w najwy!szym po o!eniu.
2. Podstawi# pod koniec rurki zlewk o obj to"ci wi kszej ni! 5 10 4 m 3 , otworzy# kran i
w czy# równocze"nie stoper.
3. Zanotowa# ró!nic poziomów cieczy h w czasie wyp ywu.
4. Po wyp yni ciu 5 10 4 m 3 wody zamkn # kran i zmierzy# czas t.
5. Powtórzy# pomiar jeszcze dwa razy dla tego samego po o!enia butli.
6. Wyniki pomiarów przedstawi# w tabeli:
h
[m]
t1
[s]
t2
[s]
t3
[s]
tr
[s]
V/ t r
[ m3 /s ]
l
[m]
7. Przeprowadzi# pomiary jak w punktach 1-5 dla co najmniej 5-ciu ró!nych po o!e, butli z
wod .
V
= f ( h) i zastosowa# metod regresji liniowej.
8. Sporz dzi# wykres zale!no"ci
tr
9. Obliczy# promie, wewn trzny rurki r korzystaj c z zale!no"ci ( 4 ) oraz jego niepewno"#
maksymaln .
10. Dla najwi kszej warto"ci h obliczy# liczb Reynoldsa przy pomocy wzoru ( 5 ) i
sprawdzi#, czy dla najwi kszej szybko"ci wyp ywu przep yw jest laminarny czy
turbulentny.
Wymagania
- przep yw laminarny i turbulentny, liczba Reynoldsa [ 1, 5 ]
- wyprowadzenie równania Poiseuille’a [ 1 ]
- równanie Bernoullie’go
[ 2, 5 ]