CSŐVEZETÉK ELLENÁLLÁSÁNAK MÉRÉSE VÍZZEL

Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

Elfogadva:

Készítette:.....................................................

……… kurzus

Dátum: .........év .......hó .......nap

CSŐVEZETÉK ELLENÁLLÁSÁNAK MÉRÉSE VÍZZEL 1. A jelölések jegyzéke

d f q Re g pi hi hi

i

a cső belsőátmérője csősúrlódási tényező térfogatáram Reynolds-szám nehézségi gyorsulás nyomáskülönbségek manométerkitérések magasságkülönbségek csőhosszak

2. A mérés célja



Meg kell határozni, hogyan változik a Re-szám függvényében

tv t v V

vízhőmérséklet átfolyási idő átlagsebesség átfolyt mennyiség

sz

szelep veszteségtényezője

v Hg

víz sűrűsége higany sűrűsége a víz kinematikai viszkozitása

víz

a/ a csősúrlódási tényező : f  f (Re) - (ezt a függvényt ábrázolni is kell!) b/ a teljesen nyitott átmeneti szelep (ÁSZ) veszteségtényezője  sz   sz (Re) c/ az ÁSZ átmeneti szelep egyenértékű csőhosszának meghatározása e  e (Re)

3. Mérési feladatok

4. A mérőberendezés leírása

A mérési célok megvalósítása érdekében a következő mérési feladatokat kell megoldani az adott berendezésen (ld. 1. ábra): a/ a csővezetékben áramló víz térfogatáramának mérése, valamint minden beállított térfogatáramnál meg kell mérni b/ az adott hosszúságú (3), állandó keresztmetszetű egyenes csőszakaszban a nyomásveszteséget, c/ a részlegesen nyitott ÁSZ átmeneti szelep előtti és utáni keresztmetszetekben (1 és 2 pontok között) a nyomáskülönbséget.

A vizet egy T-89 típusú szivattyú szívja a TA tartályból és nyomja át a húzott, vörösréz csővezetéken. A térfogatáramot a csővezetékbe épített CONRAD típusú átfolyásmérővel(T) és stopperral mérjük. Az áramló víz tömegáramának beállítását egy ferdeülésű szeleppel (FSZ) végezzük el. Az egyenes csőszakaszon a nyomásveszteséget fordított U-csöves manométerrel, az ÁSZ szelepen a nyomáskülönbséget higanytöltésű Ucsöves manométerrel határozzuk meg. A mérés során a víz hőmérsékletét állandónak tekintjük, és egyenlőnek vesszük az 5. mérésnél leolvasott értékkel.

1

1. ábra

2

5. A berendezések és műszerek típusa és száma Villamos motorral egybeépített szivattyú: Átfolyásmérő:

Stopper:

6. Egyszer mérendő és állandó mennyiségek d  16 mm 1  2  3  Hg= 13 600 kg/m3 v 1000 kg/m3

tv = t v , C

víz =

A víz kinematikai viszkozitása 10 20 40

106 víz m2/s

1,31

1,01

0,658

60 0,478

1. táblázat

7. Számítóegyenletek: az üresen hagyott oszlopokban EGY mérési sort kell kiértékelni BEHELYETTESÍTETT adatokkal. (Mindenki a gyakorlatvezető által kijelölt mérési sort értékeli ki, majd a csoport többi f és Re adatát is beírja a saját 3.táblázatába, hogy a diagramot meg tudja rajzolni.) Az egyenletekbe a mennyiségeket SI alapegységekben helyettesítjük be, így az eredmények is ilyen egységekben adódnak. 7.1. A víz térfogatáramának és sebességének meghatározása A térfogatárom az átfolyt vízmennyiség és az idő alapján: ∆𝑉 𝑞= 𝑡 Ha a ∆𝑉 − 𝑡 m3-ben, az időt sec-ban helyettesítjük be, a q-t m3/s-ban kapjuk!), Az áramlási sebesség:

v

Számítás a ….sor adataival:

4q . d2

7.2. A csősúrlódási tényező meghatározása A mért nyomásveszteség:p34 = v g (h3 -h4 ), és mivel csak súrlódásból ered: p34  f

 3 ρv 2 2dΔp34 v , ahonnan f  d 2  3 ρv v 2

3

7.3. A Re-szám kiszámítása Mivel a mérésekből meghatározott mennyiségeket ( f ; sz ; e ) a Re-szám függvényében szeretnénk megkapni, minden mérési pontban kiszámítjuk a Re-számot: vd . A víz a víz kinematikai viszkozitása tv hőmérsékleten. (Ld. Re   víz 1. táblázatból interpolációval). Az f  f (Re) összefüggést mm-papíron ábrázoljuk. 7.4. Az átmeneti szelep veszteségtényezőjének kiszámítása A szelep ellenállását a rendezett áramlásban elhelyezett 1-es és 2-es pontok közötti nyomáskülönbségből (p12) számítással, azaz az 1 és 2 egyenes csőszakaszok veszteségének levonásával határozzuk meg. Mivel

p sz   sz

v 2 v , 2

és

p12  (h2-h1) (Hg- v) g ,

ρv 2   ρ v  Δp 12  f 1 2 v v 2 , ahonnan a szelep veszteségtényezője : 2 d 2 2 Δp 12  1   2 ζ sz   f. ρv v 2 d ζ sz

7.5. Az ÁSZ szelep egyenértékű csőhosszának meghatározása A szelep egyenértékű csőhossza (e ) egy olyan d átmérőjű egyenes cső hossza, amelyen a nyomásveszteség azonos Re-szám mellett megegyezik a szelepen nyomásveszteségével (psz).  2  ρ Δp e  f e v v 2 = p sz   sz v v d 2 2 Az egyenértékű csőhossz: d  e   sz . f

4

8. A mérés során változó mennyiségek táblázata 2. táblázat

S.

h1, mm h2 , mm h3, mm h4, mm

V1, liter

ΔV, liter

V2, liter

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9. A kiértékelés eredménye 3. táblázat

S.

q, m3/s

v, m/s

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

10. Az f  f (Re) összefüggés ábrázolása (külön lapon)

5

p34 , Pa

f

Re

p12 , Pa

sz

e , m

t, s