Disipácia mechanickej energie pri toku tekutín v potrubí

 

 

ZADANIE PRÁCE:

1.   Zistite závislosť hodnoty súčiniteľa disipácie mechanickej energie trením l od Re čísla pre vetvu potrubia 8 a úsek 3 m.

2.   Určte 100(1-a) %-ný interval spoľahlivosti nameranej závislosti l = f(Re) pre stupeň neistoty

     a = 0,01.

3.   Určte hodnotu relatívnej drsnosti n potrubia zadaného v bode 1.

4.   Porovnajte tri z nameraných hodnôt súčiniteľa trenia l so zodpovedajúcimi hodnotami vypočítaných z rovnice ( 2.6 ).

5.   Zistite závislosť hodnoty súčiniteľa miestnej disipácie mechanickej energie x od Re čísla vo vetve pre 6 (ventil V10 pri zdvihu z = 8p).

6.   Nameranú hodnotu súčiniteľa miestnej disipácie x porovnajte s hodnotami udávanými v literatúre.

7.   Vypočítajte krajné chyby k všetkých meraných veličín w, Re, l, x. Dokážte správnosť vzťahu 2.18 na výpočet tejto krajnej chyby. Vyberte veličinu, ktorú treba presnejšie merať aby sa zmenšila krajná chyba výsledku.

8.   Vypočítajte disipáciu mechanickej energie za jednotku antiskola.sk času, ku ktorej dochádza v danom úseku rovného potrubia a vo ventile najväčších meraných prietokoch vody.

9.   Zmerajte a graficky zobrazte prietokovú charakteristiku ventilu V-10.

 

TEORETICKÝ PRINCÍP:

Disipáciou mechanickej energie tekutiny sa rozumie jej premena na vnútornú energiu. Veľkosť disipácie mechanickej energie závisí od kinetickej energie prúdiacej tekutiny, vlastnosti tekutiny, kvality a tvaru steny potrubia.

Disipácia mechanickej energie trením.

Obmedzíme sa na ustálené, izotermické prúdenie tekutiny v rovných potrubiach kruhového prierezu. Špecifická disipácia trením edis  sa vyjadruje ako násobok špecifickej kinetickej energie w2/2

                                           (1)

edis je špecifická disipácia mechanickej energie trením, J.kg-1

DP – strata tlaku trením, Pa,

L – dĺžka potrubia, m,

d– vnútorný priemer potrubia, m,

w– priemerná rýchlosť prúdenia tekutiny v potrubí, m.s-1,

l - súčiniteľ trenia,

r - hustota tekutiny, kg.m-3.

Pre súčiniteľ trenia pri laminárnom prúdení bol odvodený vzťah    

                            kde Re je Reynoldsovo číslo 

m je dynamická viskozita, Pa.s.

Hodnota bezrozmerového parametra A závisí od tvaru prierezu potrubia.

turbulentnej oblasti prúdenia bolo navrhnutých mnoho bezrozmerových vzťahov na určenie l. Príkladom implicitnej empirickej rovnice, ktorá s veľkou presnosťou koreluje experimentálne údaje, je Colebrookova rovnica  

                                                                                    (2)

kde n je relatívna drsnosť potrubia   n=e/d, a e je ekvivalentná výška výstupkov a priehlbín steny potrubia, m.