Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie rozkładu prędkości spływu płynów w rurociągach przy różnej liczbie Reynoldsa i porównanie kształtów otrzymanych profilów.

Część teoretyczna:4.7*

Schemat stanowiska pomiarowego:

               Q                                                                                                                                                                                           

Wzory wyjściowe:

Równanie Poisseuille’a opisujące rozkład prędkość przepływu płynu lepkiego przez  długą cylindryczną rurę o średnicy D=2R:

Z tego równania wynika że rozkład prędkości jest paraboliczny.

Prędkość maksymalna występuje w osi rurociągu i wynosi:

Dzieląc strumień przepływu Q przez pole przekroju rurociągu ,otrzymujemy średnią prędkość przepływu :

Prędkości Vmax i Vs w ruchu laminarnym związane są zależnością:

Wzór na prędkość cieczy w długiej prostoosiowej rurze dla ruchu laminarnego:

Wzór opisujący profil prędkości w rdzeniu turbulentnym:

Gdzie:

- prędkość tarcia

-stałe

Z badań wynika ,że dla przepływów w prostoosiowym przewodzie o przekroju kołowym wartości współczynników nie zależą od liczby Reynoldsa i wynoszą:

Po podstawieniu wartości współczynników do wzoru otrzymamy następujące równanie:

W przybliżeniu rozkład prędkości dla przepływu turbulentnego można wyrazić równaniem:

Przykładowe obliczenia:

30

20

10

                        0                       10                                20                                  30                            40 

Liczba Reynoldsa:

Wyznaczanie prędkości średniej z wykresu: