1) Wstęp teoretyczny
Pojęcie strumienia masy określa ilość substancji przemieszczającej się w jednostce czasu. Stąd pojęcie strumienia masy m wyrażonej w kg/s i strumień objętości V w . Między strumieniami masy i objętości zachodzi ścisła zależność:
M = rV
Pomiaru strumienia masy możemy dokonywać różnymi przyrządami i w zależności od stosowanego czynnika ( średnie ciśnienie dynamiczne , średnia prędkość przepływu itp.). W instrukcji ciśnienia opisano większość stosowanych metod pomiaru strumienia masy:
- rurką Prandtla
- termoanemometrem
- anemometrem
- rurką Pilotta
Ilość substancji może być wyrażona za pomocą masy m ( kg ) lub objętości
V .
Zachodzą zależności:
m = Vg [ kg ]
V = mv
gdzie:
g - gęstość substancji
v - objętość właściwa
Pojęcie strumienia przepływu określa ilość przepływu substancji przemieszczającej się w jednostce czasu. Stąd dla pojęć strumienia masy m i strumienia objętości V zachodzi zależność:
m = gV
Pomiar strumienia objętości płynu za pomocą rurek spiętrzających opiera się na
wykorzystaniu zależności Bernoulliego dla ustalonego poziomego przepływu bez
tarcia.
ciśnienie statyczne płynu [Pa]
s - gęstość płynu []
c - prędkość przepływu
Wyrażenie - ciśnienie dynamiczne
Suma ciśnienia statycznego i dynamicznego nazywa się ciśnieniem całkowitym.
Ciśnienie absolutne - ciśnienie odniesione do próżni absolutnej ,nazywane też ciśnieniem bezwzględnym lub termodynamicznym.
Ciśnienie hydrostatyczne:
[Pa]
h - wysokość słupa cieczy
gęstość cieczy
g - przyspieszenie ziemskie
Ciśnienie barometryczne - ciśnienie hydrostatyczne występujące w atmosferze ziemskiej.
Ciśnienie statyczne - ciśnienie w płynie stanowiące sumę ciśnienia zewnętrznego i hydrostatycznego.
p - ciśnienie atmosferyczne
Pomiar ciśnienia rurką Prandtla
Ps - ciśnienie statyczne
Pb - ciśnienie barometryczne
Pd - ciśnienie dynaniczne
Pc - ciśnienie całkowite
Wnioski:
Po dokonaniu pomiarów i wykonaniu obliczeń z trzech doświadczeń:
- pomiar rurką Prandtla
- pomiar termometrem anemometrycznym
- pomiar anemometrem
mogę stwierdzić, że otrzymane wyniki nie są identyczne jednakże różnice w wartościach nie są duże. Rozbieżności wahają się w granicach kilkunastu procent co wskazuje na to, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie.
Najniższe wartości natężenia masowego i objętościowego uzyskałem przy pomiarze anemometrem a najwyższe przy pomiarze termometrem anemometrycznym.
Najbardziej dokładne wyniki otrzymałem przy pomiarze natężenia masowego i objętościowego za pomocą rurki Prandtla. Rozbieżności w wynikach mogły spowodować:
- nieszczelność przewodu w urządzeniu na którym wykonywałem doświadczenie
- zmiana warunków pomiaru w miarę upływu czasu ( temperatura )
mechanikk