Sprawozdanie z Termodynamiki
Laboratorium nr 3
Łukasz Krasoń
Gr 7 B Rok II B
WIMiR
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczanie średniej prędkości przepływu gazu w rurociągu przy zastosowaniu różnych metod pomiaru i ich porównanie
I. Określenie średniej prędkości przepływu gazu przy użyciu zwężek pomiarowych – podstawą pomiaru jest PN-93/M-53950/01
Dane wejściowe:
Średnica rurociągu: D1 = 500mmŚrednica zwężki d1=350mmWspółczynnik kontrakcji β=d1D=350500=0,7
Wielkości mierzone:
Temperatura otoczenia to=20.5oC=293.5KCiśnienie barometryczne pb=999 hPaWilgotność względna φ= 0.56Temperatura powietrza przed zwężką : T1 = 19oC = 292Kgęstość pary wodnej nasyconej suchej: ρp = 0.0163 kg/m3Ciśnienie pary wodnej nasyconej suchej: pp =2195,71Pagęstość cieczy manometrycznej: ρc=825kg/m3przyśpieszenie ziemskie g=9.81m/s2podciśnienie powietrza przed zwężką: p=0.034 kPa
Manometr cieczowy ∆h=22mm=0.022 mgęstość powietrza w warunkach normalnych ρn=1.2759kg/m3ciśnienie powietrza w warunkach normalnych pn=105Patemperatura powietrza w warunkach normalnych Tn=273K
Prędkość zadana n=408 obr/min
OBLICZENIA:
1. Obliczenie ciśnienia bezwzględnego powietrza przed zwężką
p1=pb-h1*ρc*g
p1=99900-0.022*825*9.81=99721,9485Pa
2. Wyznaczenie gęstości powietrza wilgotnego przed zwężką
ρ1=ρn*p1-φpp*Tnpn*T1
ρ1=1.2759*99721,9485-0.56*2195,71*273105*292+0.56*0.0163=1.184 kg/m3
3. Wyznaczenie liczby ekspansji ε1dla powietrza przed zwężka
Spadek ciśnienia na zwężce określamy wzorem:
Δp=Δh*ρc*g
Δp=0.022*825*9.81=178.05 Pa
Liczba przepływu:
τ=1-Δpp1
τ=1-178.0599721,9485=0.998
Liczba ekspansji
ε1=χ*τ2/χχ-11-β41-β4*τ2/χ1-τx-1/x1-τ1/2
ε1=1.4*0.9982/1.41.4-11-0.741-0.74*0.9982/1.41-0.9981.4-1/1.41-0.9981/2=0.997
4. Wyznaczenie współczynnika przepływu C’ metodą iteracyjną
C'=0.99-0.2262*0.74.1-0.00175*0.72-0.0033*0.74.15*(106Re)1.15
Zakładamy przybliżenie Re= 570000
C'=0.99-0.2262*0.74.1-0.00175*0.72-0.0033*0.74.15*1065700001.15=0.937389
4.1 Wyznaczenia strumienia objętości na podstawie wyliczonego C’
V=C'1-β4*ε1*π4*d2*2*Δpρ1
V=0.9373891-0.74*0.997*π4*0.352*2*178.051.184=1.78884561/s
4.2 wyznaczenie prędkości średniej na podstawie V’
wśr=VA=4VπD2=4*1.7888461π*0.52=9.110518 m/s
4.3 wyznaczenie rzeczywistej liczby Reynoldsa
Re=wśr*Dv
v – współczynnik lepkości kinematycznej płynu v = 1.57*10-6 m2/s
Re=9.110513*0.51.57*10-6=2.901438*106
4.4 wyznaczenie rzeczywistego współczynnika przepływu C’rz
C'rz=0.99-0.2262*β4.1-0.00175*β2-0.0033*β4.15*106Rerz1.15
C'rz=0.99-0.2262*0.74.1-0.00175*0.72-0.0033*0.74.15*1062.901438*1061.15=0.937561
4.5 Porównanie C’ i C’rz
C'rz>C'
C'rz różni się od C' dlatego jeszcze raz obliczamy C' dla Re= Rerz. Następnie ponownie obliczamy V, wśr oraz liczbę Reynoldsa, na podstawie której obliczamy C''rz . Wielkość tą porównujemy z C'rz .
V=0.9375611-0.74*0.997*π4*0.352*2*178.051.184=1.7891742m3/s
wśr=VA=4VπD2=4*1.7891742π*0.52=9.112189 m/s
Re=9.112189*0.51.57*10-6=2.901971*106
...
dawiddd93