ancona.doc

Politechnika Śląska w Gliwicach                                                            Gliwice 30.04.’08r

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

Kierunek: Inżynieria Środowiska

Ćwiczenia Laboratoryjne z

Mechaniki płynów:

Temat ćwiczenia:

„Przebieg linii energii i ciśnienia wzdłuż przewodu.

Wykres Ancony”

Grupa III, sem.IV

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą sporządzania graficznej interpretacji równania Bernoulliego (wykres Ancony)- przez doświadczalne wykreślanie linii ciśnienia piezometrycznego i porównanie go z wykresem uzyskanym za pomocą obliczeń.

Wykres Ancony składa się z następujących linii:

·        Linia energii rozporządzalnej (poziom hydrostatyczny) – to linia odpowiadająca energii początkowej strumienia płynu. Jest to linia prosta zarówno dla cieczy doskonałych, jak i rzeczywistych.

·        Linia energii całkowitej (rzeczywistej) – to linia przedstawiająca wartość (wysokość) energii płynu wzdłuż rozpatrywanego przewodu. Dla płynu doskonałego linia energii całkowitej jest prostą poziomą, zaś dla płynu lepkiego opada zgodnie w kierunku przepływu.

Wyznaczamy ją odejmując od początkowej energii rozporządzalnej sumę wysokości strat liniowych i miejscowych dla danego przekroju.

·        Linia ciśnień bezwzględnych – to linia będąca sumą wysokości przewodu względem przyjętego poziomu porównawczego oraz wysokości ciśnienia w danym przekroju. Otrzymuje się ją poprzez odjęcie od linii energii całkowitej wartość wysokości ciśnienia otoczenia.

·        Linia ciśnień piezometrycznych – to linia obejmująca ciśnienia względne wzdłuż przewodu. Otrzymuje się ją poprzez odjęcie od linii ciśnień bezwzględnych wysokość ciśnienia otoczenia.

Za pomocą wykresu Ancony możemy zaobserwować przebieg przemian energetycznych zachodzących w analizowanym układzie w czasie przepływu przez badany rurociąg.

Wzory użyte do obliczeń

Wartość prędkości średniej cieczy obliczymy ze wzoru na natężenie przepływu:

          →        

gdzie:

·         D – średnica wewnętrzna

·         vśr – średnia prędkość w osi przepływu

·         Q – natężenie przepływu

Znając wartość średniej prędkości cieczy, możemy wyliczyć liczbę Reynoldsa korzystając ze wzoru:

- kinematyczny współczynnik lepkości płynu

Straty liniowe obliczymy ze wzoru:

gdzie :

·        L – długość przewodu, na której występują straty

·        g – przyspieszenie ziemskie

·        λ – współczynnik strat na długości

Współczynnik strat na długości wyznaczany korzystając ze wzoru:

Straty miejscowe wyznaczymy ze wzoru:

Z – współczynnik strat miejscowych (obliczamy wg normy PN-76/M-34034)

Ø     Współczynnik strat przy zmianie kierunku:

φ – kąt zagięcia

Ø     Współczynnik strat przy nagłej zmianie przekroju:

         →          

Obliczenia

Dla Q = 200 l/h

Q = 5,56*10-5 m3/s

D1 = 0,0142 m

D1 = 0,0221 m

vśr1 – 0,35

vśr2 – 0,14

Re1 – 3985

Re2 – 2561

λ1 – 0,016

λ2 – 0,025

Straty liniowe