Εγχειρίδιο Οδηγιών HM Οριζόντια Επίδειξη Osborne Reynolds

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Εγχειρίδιο Οδηγιών HM Οριζόντια Επίδειξη Osborne Reynolds"

Τιτάνια Λιάπης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Εγχειρίδιο Οδηγιών HM Οριζόντια Επίδειξη Osborne Reynolds

2 Εγχειρίδιο Οδηγιών 2

3 Περιεχόμενα 1 Περιγραφή εξοπλισμού Προετοιμασία και ρύθμιση του εξοπλισμού Πραγματοποίηση του πειράματος Πειράματα Τεχνικά δεδομένα

.............. 5 3 Πραγματοποίηση του πειράματος...................... 6 3.

4 1 Περιγραφή Εξοπλισμού Ο εξοπλισμός έχει στόχο την μελέτη και την παρουσίαση των πειραμάτων του Osborne Reynolds. Έχει την δυνατότητα παρουσίασης στρωτής και τυρβώδης ροής. Η ροή είναι ορατή με μελάνι στο διαφανές μέρος του σωλήνα. Ο εξοπλισμός ουσιαστικά περιλαμβάνει: - Επίπεδη βάση [1]. - Δοχείο τροφοδότησης νερού [2] με ρυθμιστή ύψους [9] και σύνδεση για τροφοδότηση νερού [11]. - Τμήμα υπερχείλισης [3] για την δημιουργία σταθερής πίεσης στο δοχείο τροφοδότησης. - Δοχείο αλουμινίου [4] για το μελάνι με βαλβίδα μέτρησης [5] και χάλκινο ακροφύσιο έγχυσης. - Σωλήνας πειράματος [8] φτιαγμένος από Plexiglass με streamlined τμήμα εισόδου [7]. - Βαλβίδα εκκένωσης [10] για ρύθμιση του ρυθμού ροής στον πειραματικό σωλήνα. 4

- Δοχείο τροφοδότησης νερού [2] με ρυθμιστή ύψους [9] και σύνδεση για τροφοδότηση νερού [11]. - Τμήμα υπερχείλισης [3] για την δημιουργία σταθερής πίεσης στο δοχείο τροφοδότησης.

5 Για να είναι ορατή η ροή προτείνεται η χρήση μπλε μελανιού, το οποίο εισάγεται προσεκτικά στο νερό το οποίο ρέει, μέσω του δοχείου από αλουμίνιο, από το ακροφύσιο έγχυσης. Η τροφοδότηση του νερού μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη χρήση του ΗΜ150 Basic Hydraulics Bench. Η μέτρηση της ροής του νερού πραγματοποιείται με τη χρήση δοχείου μέτρησης ή χρησιμοποιώντας το HM Προετοιμασία και Ρύθμιση του εξοπλισμού Τα ακόλουθα θα πρέπει να είναι όλα έτοιμα για το πείραμα: - Τοποθετήστε τον εξοπλισμό σε μία λέμβο ή στο HM150. Εάν δεν χρησιμοποιείτε το ΗM150, μια μόνιμη αποχέτευση νερού θα είναι απαραίτητη κοντά στον εξοπλισμό. - Συνδέστε την βρύση αποχέτευσης του νερού στη βαλβίδα αποχέτευσης [10] ή τοποθετήστε τον εξοπλισμό πάνω από μια αποχέτευση. Εάν χρησιμοποιείται το HM150, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον εξοπλισμό έτσι ώστε το νερό να χύνεται απευθείας στο ρεζερβουάρ του HM150. Το νερό με το μελάνι δεν επιτρέπεται να χύνεται στο ρεζερβουάρ του HM Συνδέστε το στόμιο εξόδου [12] του δοχείου τροφοδότησης, με το στόμιο εισόδου [13] μέσω της βρύσης. - Συνδέστε την τροφοδότηση νερού στο στόμιο εισόδου [11] πάνω στο δοχείο τροφοδότησης χρησιμοποιώντας μια βρύση. - Γεμίστε το δοχείο αλουμινίου [4] με μελάνι. Η σφαιρική βαλβίδα [5] κάτω από το δοχείο πρέπει να είναι κλειστή. 5

2 Προετοιμασία και Ρύθμιση του εξοπλισμού Τα ακόλουθα θα πρέπει να είναι όλα έτοιμα για το πείραμα: - Τοποθετήστε τον εξοπλισμό σε μία λέμβο ή στο HM150.

6 3 Πραγματοποίηση του Πειράματος - Κλείστε τη βαλβίδα της αποχέτευσης [12]. - Θέστε σε λειτουργία την τροφοδότηση του νερού. Στο HM150, την αντλία. Ανοίξτε προσεκτικά την σφαιρική βαλβίδα κάτω από την αντλία ή την βαλβίδα νερού του εργαστηριακού εξοπλισμού. - Ρυθμίστε την βαλβίδα ώστε να υπάρξει σταθερό ύψος νερού στο δοχείο τροφοδότησης. - Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, ο πειραματικός σωλήνας [8] γεμίζει. - Ο αέρας που απομένει μπορεί να απομακρυνθεί από τον πειραματικό σωλήνα με το άνοιγμα του κοχλία [14]. Το πείραμα μπορεί να αρχίσει τώρα. Ανοίξτε την βαλβίδα αποχέτευσης, λίγο ώστε να δημιουργείται χαμηλός ρυθμός ροής στον πειραματικό σωλήνα. 6

- Ρυθμίστε την βαλβίδα ώστε να υπάρξει σταθερό ύψος νερού στο δοχείο τροφοδότησης. - Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, ο πειραματικός σωλήνας [8] γεμίζει.

7 3.1 Πειράματα Ο στόχος αυτού του πειράματος είναι η παρουσίαση στρωτής και τυρβώδης ροής. Η στρωτή ροή επιτυγχάνεται με χαμηλό ρυθμό ροής. Για το σκοπό αυτό ανοίξτε τη βαλβίδα τροφοδότησης λίγο. Το μπλε μελάνι χρησιμοποιείται ώστε να γίνεται ορατή η ροή. Μια λεπτή ροϊκή γραμμή μπορεί να δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας τη βαλβίδα μέτρησης [5], η οποία δείχνει την στρωτή ροή. Η τυρβώδης ροή επιτυγχάνεται με μεγάλους ρυθμούς ροής. Για το σκοπό αυτό ανοίξτε την βαλβίδα τροφοδότησης περισσότερο. Η ροϊκή γραμμή σπάει από την τυρβώδη ροή. Η αλλαγή από στρωτή σε τυρβώδη ροή πραγματοποιείται στο: Re cr 2300 Re στρ υποδεικνύει στρωτή ροή Re τυρ υποδεικνύει τυρβώδη ροή Ο αριθμός Reynolds number υπολογίζεται από w d Re = με ν d = Εσωτερική διάμετρος του σωλήνα [m] w = Ταχύτητα ροής [m/s] ν = Ιξώδες του μέσου [m 2 /s], νερό: ν 1 * 10-6 [m 2 /s] 7

Η τυρβώδης ροή επιτυγχάνεται με μεγάλους ρυθμούς ροής. Για το σκοπό αυτό ανοίξτε την βαλβίδα τροφοδότησης περισσότερο. Η ροϊκή γραμμή σπάει από την τυρβώδη ροή.

8 Η ταχύτητα της ροής μπορεί να υπολογιστεί από τον ογκομετρικό ρυθμό ροής, ο οποίος υπολογίζεται με τη χρήση δοχείου μέτρησης και χρονομέτρου. V& w = με A Α = π 4 2 d Διάμετρος σωλήνα d = 16mm = 0.016m V & = Ογκομετρικό ρυθμό ροής A = Εμβαδόν διατομής του σωλήνα Η φωτογραφία που ακολουθεί παρουσιάζει τις τρεις καταστάσεις ροής: - Στρωτή ροή - Μεταβατική στρωτή / τυρβώδης ροή - Τυρβώδης ροή 8

016m V & = Ογκομετρικό ρυθμό ροής A = Εμβαδόν διατομής του σωλήνα Η φωτογραφία που ακολουθεί

9 4 Τεχνικά Δεδομένα Δοχείο τροφοδότησης: Πειραματικός σωλήνας: Εσωτερική διάμετρος: Μήκος: Δοχείο μελανιού: 2.0 litres 16 mm 700 mm 270 ml Συνολικές διαστάσεις: 1070 x 640 x 720 mm Βάρος: 25 kg 9

Σχετικά έγγραφα

Εγχειρίδιο Οδηγιών HM150.35 Οριζόντια Επίδειξη Osborne Reynolds

Εγχειρίδιο Οδηγιών HM150.35 Οριζόντια Επίδειξη Osborne Reynolds Εγχειρίδιο Οδηγιών Περιεχόμενα 1. Περιγραφή Εξοπλισμού... 4 2. Προετοιμασία και ρύθμιση της συσκευής... 5 3. Εκτέλεση του πειράματος... 6