ΣΥΣΚΕΥΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΙΞΩΔΟΥΣ ΥΓΡΩΝ



Σχετικά έγγραφα
G.U.N.T. Gerätebau GmbH P.O. Box 1125 D Barsbüttel Γερμάνια Τηλ (040) Fax (040)

ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΤΡΙΒΗΣ

Άσκηση 9. Προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής

G.U.N.T. Gerätebau GmbH P.O. Box 1125 D Barsbüttel Γερμάνια Τηλ: (040) Fax: (040)

Environmental Fluid Mechanics Laboratory

ΣΥΣΚΕΥΗ ΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΥΝΑΜΗΣ ΠΡΟΣΚΡΟΥΣΗΣ

Εγχειρίδιο Οδηγιών HM Οριζόντια Επίδειξη Osborne Reynolds

Εγχειρίδιο Οδηγιών HM Οριζόντια Επίδειξη Osborne Reynolds

Εξοπλισμός για την εκπαίδευση στην εφαρμοσμένη μηχανική Υπολογισμός της τριβής σε σωλήνα

Σημειώσεις Εγγειοβελτιωτικά Έργα

ΥΔΡΑΥΛΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΡΟΗ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟ ΑΓΩΓΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 2 η Κατανομή πίεσης σε συγκλίνοντα αποκλίνοντα αγωγό.

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΝΑΥΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΝΑΥΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ I. Εργαστηριακή Άσκηση

G.U.N.T. Gerätebau GmbH P.O. Box 1125 D Barsbüttel Γερμάνια Τηλ: (040) Fax: (040)

Α Σ Κ Η Σ Η 2 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΙΞΩΔΟΥΣ ΥΓΡΟΥ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ. Πτώση πίεσης σε αγωγό σταθερής διατομής 2η εργαστηριακή άσκηση. Βλιώρα Ευαγγελία

Να υπολογίσετε τη μάζα 50 L βενζίνης. Δίνεται η σχετική πυκνότητά της, ως προς το νερό ρ σχ = 0,745.

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Ρευστά. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΧΤΩΝ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

Διατήρηση της Ύλης - Εξίσωση Συνέχειας

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Ρευστά - Μηχανική Στερεού Σώματος. Κυριακή 5 Μαρτίου Θέμα 1ο

[1, N/m 2, 0,01m, 101, N/m 2, 10g]

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Ρευστά. Τετάρτη 12 Απριλίου Θέμα 1ο

v = 1 ρ. (2) website:

Στο διπλανό σχήμα το έμβολο έχει βάρος Β, διατομή Α και ισορροπεί. Η δύναμη που ασκείται από το υγρό στο έμβολο είναι

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 17/4/2016 ΘΕΜΑ Α

ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

5 Μετρητές παροχής. 5.1Εισαγωγή

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/02/17 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 1 η : Πτώση πίεσης σε αγωγό κυκλικής διατομής

3. Τριβή στα ρευστά. Ερωτήσεις Θεωρίας

Το φαινόµενο πτώση σώµατος στον αέρα, δεν είναι και τόσο απλό όσο πιστεύουµε. Η απάντηση στο ερώτηµα: Τελικά, ποια σώµατα πέφτουν πιο γρήγορα; Τα βαρύ

Ονοματεπώνυμο: Μάθημα: Ύλη: Επιμέλεια διαγωνίσματος: Αξιολόγηση: Φυσική Προσανατολισμού Ρευστά Ιωάννης Κουσανάκης

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/02/17 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

Προσομοίωση Πολυφασικών Ροών

2. Κατά την ανελαστική κρούση δύο σωμάτων διατηρείται:

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

6 Εξαναγκασμένη ροή αέρα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 4- ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ( ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΡΕΥΣΤΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 4: Η ΤΡΙΒΗ ΣΤΑ ΡΕΥΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗ ΘΕΜΑ Β. Ένα πραγματικό ρευστό ρέει σε οριζόντιο σωλήνα σταθερής κυλινδρικής διατομής.

υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Κεφάλαιο 1 - Μέτρηση πυκνότητας και ιξώδους ρευστών

Υδροδυναμική. Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση: Στρωτή και τυρβώδης ροή Γραμμικές απώλειες

5.1 Μηχανική των ρευστών Δ.

ΑΣΚΗΣΗ 8 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΙΞΩ ΟΥΣ

κατά το χειµερινό εξάµηνο του ακαδηµαϊκού έτους ΕΜ-351 του Τµήµατος Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών της Σχολής Θετικών

υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Ένωση Ελλήνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2014 Πανεπιστήμιο Αθηνών Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας, Περιβάλλοντος

Εργαστηριακή άσκηση: Σωλήνας Venturi

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΟ ΙΞΩΔΕΣ ΔΙΑΦΑΝΩΝ ΚΑΙ ΑΔΙΑΦΑΝΩΝ ΥΓΡΩΝ (ASTM D 445, IP 71)

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ)

Τοπικός διαγωνισμός EUSO2017

ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ: ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ. Σημειώσεις. Επιμέλεια: Άγγελος Θ. Παπαϊωάννου, Ομοτ. Καθηγητής ΕΜΠ

Το μισό του μήκους του σωλήνα, αρκετά μεγάλη απώλεια ύψους.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

Δραστηριότητα A3 - Φυσική Ιξώδες και δείκτης διάθλασης ελαιόλαδου

Φυσική Β Γυμνασίου Συνοπτικές Σημειώσεις Επανάληψης

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΑ ΤΟ ΝΕΡΟ

Προσδιορισµός του συντελεστή εσωτερικής τριβής (ιξώδους) υγρών µε την µέθοδο της πτώσης µικρών σφαιρών

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΡΕΥΣΤΑ -ΣΤΕΡΕΟ 24/02/2019

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Β ΦΑΣΗ ÅÐÉËÏÃÇ

4 Τριβές σε Σωλήνες και Εξαρτήματα

2 Μετάδοση θερμότητας με εξαναγκασμένη μεταφορά

ΤΟΠΙΚΟΣ ΠΡΟΚΡΙΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ EUSO Ε.Κ.Φ.Ε. Νέας Σμύρνης

Παραδείγµατα ροής ρευστών (Moody κλπ.)

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ)

ΛΑΝΙΤΕΙΟ ΛΥΚΕΙΟ Α ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2011 ΟΝΟΜΑ:... ΤΜΗΜΑ:... ΑΡ.:...

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών

Απώλειες φορτίου Συντελεστής τριβής Ο αριθμός Reynolds Το διάγραμμα Moody Εφαρμογές

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 7-9

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου 5/3/2017

ΤΕΙ Αθήνας Εργαστήριο Υ ΡΑΥΛΙΚΗΣ Ι Κατ/νση Πολιτικών Μηχ/κών Νόµος του Stokes Μέτρηση του ιξώδους ενός υγρού µε ελεύθερη βύθιση σφαίρας Τµ.

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

G.U.N.T. Gerätebau GmbH P.O. Box 1125 D Barsbüttel Γερμάνια Τηλ (040) Fax (040)

[ ] = = Συναγωγή Θερμότητας. QW Ahθ θ Ah θ θ. Βασική Προϋπόθεση ύπαρξης της Συναγωγής: Εξίσωση Συναγωγής (Εξίσωση Newton):

και επιτάχυνση μέτρου 1 4m/s. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστή;

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

0. Ασκήσεις επανάληψης.

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου ~~ Ρευστά ~~

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ (ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ) 23 ΜΑΪOY 2016 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ)

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Α.Μ.Β.Υ. ΛΟΓΩ ΙΞΩΔΩΝ ΤΡΙΒΩΝ ΣΕ ΡΟΕΣ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ

Ευσταθίου Αγγελική (Μαθηµατικός Π.Π.Λ.Π.Π.) Σφαέλος Ιωάννης (Φυσικός Π.Π.Λ.Π.Π.) Φύττας Γεώργιος (Φυσικός Π.Π.Λ.Π.Π.)

Ανάθεση εργασίας για το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος «Μηχανική των Ρευστών»

ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

μεταβάλλουμε την απόσταση h της μιας τρύπας από την επιφάνεια του υγρού (π.χ. προσθέτουμε ή αφαιρούμε υγρό) έτσι ώστε h 2 =2 Α 2

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν σαν σωστές (Σ) ή λάθος (Λ). Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες είναι λάθος (Λ).

website:

β. F = 2ρΑυ 2 γ. F = 1 2 ραυ 2 δ. F = 1 3 ραυ 2

1 η Δραστηριότητα Υπολογισμός της πυκνότητας στερεού σώματος

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Επαναληπτικό ιαγώνισµα Φυσικής Α Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 17 Μάη 2015

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΡΧ. ΜΑΚΑΡΙΟΥ Γ - ΠΛΑΤΥ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ IOYNIOY 2015

Transcript:

Environmental Fluid Mechanics Laboratory University of Cyprus Department Of Civil & Environmental Engineering ΣΥΣΚΕΥΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΙΞΩΔΟΥΣ ΥΓΡΩΝ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΟΔΗΓΙΩΝ HM 134

ΣΥΣΚΕΥΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΙΞΩΔΟΥΣ ΥΓΡΩΝ Εγχειρίδιο Οδηγιών Παρακαλώ διαβάστε και ακολουθήστε τις οδηγίες του οδηγού πριν από κάθε πείραμα

Πίνακας περιεχομένων 1. Εισαγωγή... 1 2. Περιγραφή Συσκευής... 2 2.1 Ξεκίνημα... 2 3. Θεωρία... 3 3.1 Εσωτερική τριβή σε ροές... 3 3.2 Αριθμός Reynolds... 4 3.3 Αντίσταση στην ροή... 5 3.4 Ο νόμος του Stokes... 6 4. Πειράματα... 8 4.1 Τεστ για μέτρηση του ποσοστού πτώσης μια μπάλας στο νερό... 8 4.1.1 Διαδικασία... 8 4.1.2 Αξιολόγηση... 8 4.2 Τεστ για μέτρηση του ιξώδους κάποιου υγρού... 9 4.1.1 Διαδικασία... 9 4.1.2 Αξιολόγηση... 10 5. Παράρτημα... 11

1.Εισαγωγη Η συσκευή μέτρησης του ιξώδους των υγρών HM 134 χρησιμοποιείται για να μετρήσει το κινηματικό και δυναμικό ιξώδες των υγρών. Ως ιδιότητα των υλικών, το ιξώδες είναι πολύ σημαντικό τόσο από τεχνικής πλευράς, όσο και στην φύση π.χ στα φρένα των αυτοκινήτων, στα υγρά στο σώμα μας ή στα ζώα. Το σύστημα μέτρησης αποτελείται από ένα διαφανές γυαλί κυλινδρικού σχήματος στο οποίο μια μπάλα αφήνεται να πέσει μέσα στο υγρό που υπάρχει στον σωλήνα. Για να πετύχουμε στρωτή ροή ο κύλινδρος πρέπει να περιέχει γλυκερίνη σε μεγάλη συγκέντρωση ή άλλο υγρό παρόμοιου ιξώδους. Ο σχεδιασμός της μηχανής είναι τέτοιος ώστε να είναι κατάλληλος για πρακτική εκπαίδευση στους τομείς της φυσικής και της μηχανικής αλλά και για επίδειξη στην τάξη. Στο παράρτημα αυτού του οδηγού περιέχονται σελίδες εργασίας οι οποίες μπορούνε να χρησιμοποιηθούν άμεσα στο πείραμα και να διευκολύνουν την αξιολόγησή του. Η συσκευή είναι για σκοπούς εκπαίδευσης. Πάντοτε διαβάζετε τις οδηγίες προτού ξεκινήσετε. 1

2.Περιγραφή του πειράματος Η συσκευή μέτρησης του ιξώδους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μέτρηση της ιξώδους υγρών (Κινηματικό και Δυναμικό) ή σε ένα δεδομένο ιξώδες μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μέτρηση του ρυθμού πτώσης των μπαλών. Η συσκευή αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη: Επίπεδη βάση (1) με λαβές (2) και λαστιχένια πόδια (3). Επιφάνεια τοποθέτησης (4) με χάρακα σε mm (5) για μέτρηση του ύψους πτώσης της μπάλας. Διαφανής κύλινδρος (6), ο όγκος του οποίου είναι περίπου 2.6 l. 5 ατσάλινες μπάλες (7) με διαφορετική διάμετρο. Μαγνήτης με νήμα (8) για αφαίρεση των μπάλων μετά το πείραμα. Χρονόμετρο (δεν είναι στο σχεδιάγραμμα) Χάρη στα λαστιχένια ποδιά της, η συσκευή αυτή είναι εξαιρετικά σταθερή. Εντούτοις, η συσκευή πρέπει να γεμίζεται προσεκτικά για καλή ισορροπία. Η κλίμακα σε mm επιτρέπει την ακριβή ανάγνωση του ύψους πτώσης όταν η μπάλα αφήνεται μέσα στον σωλήνα. 2

Η μονή προετοιμασία που απαιτείται είναι να γεμίσετε τον σωλήνα με το υγρό που ερευνάτε. Εάν ο σωλήνας έχει γεμίσει με υγρά που δεν είναι διαλυτά στο νερό τότε συστήνεται καλό ξέπλυμα του σωλήνα μετά από το πείραμα. Επίσης συστήνεται να αποθηκεύετε την συσκευή άδεια. 3.Θεωρία 3.1 Εσωτερική τριβή σε ροές Η κίνηση υγρών σωματιδίων με εσωτερική τριβή χωρίς όμως τον σχηματισμό δινών αναφέρεται ως στρωτή ροή. Η εσωτερική τριβή είναι αποτέλεσμα της δυναμικής επίδρασης των μορίων (δυναμικό ιξώδες). Αυτό προκύπτει ιδιαίτερα σε μόρια με χαμηλή κινητικότητα, δηλαδή σε ρευστά με υψηλό ιξώδες. Οι μονάδες του δυναμικού ιξώδους μ είναι : Για μηχανικούς λογούς το δυναμικό ιξώδες πολλές φορές μετατρέπεται σε κινηματικό ιξώδες ν χρησιμοποιώντας την πυκνότητα ρ. μ v = με μονάδες ρ m 2 s Το ιξώδες είναι ιδιότητα των υλικών όπως είναι η πυκνότητα και το σημείο τήξης το οποίο είναι εκτενώς εξαρτημένο από την θερμοκρασία. Το ιξώδες μειώνεται όταν η θερμοκρασία αυξάνεται. Σαν παράδειγμα η σχέση του ιξώδους με την θερμοκρασία παρουσιάζεται στην ακόλουθη γραφική παράσταση. 3

3.2 Αριθμός Reynolds Εάν κάποιο ρευστό ρέει γύρω από κάποιο αντικείμενο, όπως στην περίπτωση όπου μια μπάλα αφήνεται σε ένα σωλήνα με υγρό, θα δημιουργηθεί στρωτή ή τυρβώδης ροή η οποία εξαρτάται από τον αριθμό Reynolds (Re). Ο αριθμός Re δεν έχει μονάδες και καταγράφεται, για παράδειγμα, όταν ρευστό κυλά γύρω από μια σφαίρα όπως: U d Re = v Όπου: U είναι η ταχύτητα της ροής d είναι η διάμετρος της σφαίρας ν είναι το κινηματικό ιξώδες του υγρού Σε περιοχές όπου ο αριθμός Reynolds είναι μεγαλύτερος της κρίσιμης τιμής του αριθμού Reynolds Re crit =2300 η ροή είναι τυρβώδης, ενώ σε περιοχές με τιμή μικρότερη από την κρίσιμη τιμή του αριθμού Reynolds η ροή είναι στρωτή. 4

Με την στρωτή ροή, οι γραμμές ροής δεν παρεμποδίζονται αλλά ρέουν ομαλά γύρω από το αντικείμενο. Στην περίπτωση της τυρβώδους ροής, οι γραμμές ροής επηρεάζονται και σαν επακόλουθο δημιουργούνται δίνες. Αυτό προκαλεί αυξανόμενη τριβή. 3.3 Αντίσταση στην ροή Όταν ένα αντικείμενο βυθίζεται μέσα σε ένα υγρό, μια δύναμη τριβής F ασκείται στο R αντικείμενο λόγω του ιξώδους του υγρού. Η κατεύθυνση της δύναμης είναι πάντοτε αντίθετη της κατεύθυνσης της ροής. Η δύναμη αυτή μπορεί να μετρηθεί από τον ακόλουθο τύπο: F ρ = U 2 A 2 R c W 5

Όπου: ρ είναι η πυκνότητα του υγρού U είναι η ταχύτητα ροής A είναι το μέγιστο εμβαδόν διατομής του αντικειμένου που αντιτίθεται στην ροή c είναι ο συντελεστής αντίστασης (είναι ανάλογος με το σχήμα του αντικειμένου) w Ο συντελεστής αντίστασης δεν έχει μονάδες. Για μια μπάλα είναι περίπου 0.2-0.4.Οι τιμές για ένα μοντέρνο αυτοκίνητο είναι 0.2-0.3. Η πιο πάνω εξίσωση ισχύει, αυστηρά, μόνο για στρωτές ροές. Μπορεί όμως να χρησιμοποιηθεί και σε τυρβώδη ροή με καλά αποτελέσματα εάν ο σχηματισμός δινών είναι μικρός. 3.4 Ο Νόμος του Stokes Η βύθιση μιας μικρής μπάλας σε ένα υγρό σχετικού ιξώδους δημιουργεί στρωτή ροή πάνω από την μπάλα (Re<2300). Με βάση αυτό, ο Νόμος του Stokes μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μέτρηση της δύναμης τριβής. F R = 6 π n r U r= ακτίνα της μπάλας U= ταχύτητα βύθισης 6

Χρησιμοποιώντας το ισοζύγιο δυνάμεων, η ακόλουθη σχέση μεταξύ της ταχύτητας βύθισης και του δυναμικού ιξώδους καθιερώνεται: F = F + F + F G R a B F B Αμέσως μετά την βύθιση της μπάλας στο υγρό, η ταχύτητα βύθισης είναι σταθερή και επομένως η επιτάχυνση της μπάλας είναι μηδέν. Κατά συνέπεια, η δύναμη F είναι μηδέν. a Το δυναμικό ιξώδες μπορεί να μετρηθεί από την ακόλουθη εξίσωση: F = F + F G R Επίσης, F B G 4 3 = π r ρ 3 ball g και Τότε, συνεπάγεται η ακόλουθη εξίσωση: 2 2 ( ρball W ) U μ = r g ρ 9 1 F B 4 3 = π r ρw g 3 Όπου: ρ ball και ρ W είναι η πυκνότητα της μπάλας και του νερού αντίστοιχα r είναι η ακτίνα της μπάλας U είναι η ταχύτητα βύθισης 7

Καλυτέρα αποτελέσματα θα επιτυγχάνονται αν χρησιμοποιηθεί γλυκερίνη αντί νερό, επειδή η ροή ρευστού με υψηλότερο ιξώδες είναι στρωτή. 4.Πειράματα 4.1 Έλεγχος της ταχύτητας βύθισης της μπάλας 4.1.1 Διαδικασία Ρίξτε νερό στον σωλήνα (6). Μηδενίστε το χρονόμετρο. Ρίξτε μια μπάλα D=5 mm (7) στον σωλήνα και ξεκινήστε το χρονόμετρο. Μετρήστε τον χρόνο πτώσης t για την απόσταση s. Χρησιμοποιείστε μαγνήτη για να απομακρύνετε την μπάλα από τον κύλινδρο. 4.1.2 Αξιολόγηση Μετρήσεις: s = Η απόσταση που διάνυσε η μπάλα σε mm t = Ο χρόνος που χρειάστηκε η μπάλα για να διανύσει την απόσταση s Στο πείραμα ο αριθμός Reynolds μετρήθηκε ως ακολούθως: Re = Με U = U d s t v water 8

Αυτή είναι μια περίπτωση τυρβώδους ροής. Με διάμετρο μπάλας d=5mm η δύναμη τριβής μπορεί να μετρηθεί με μεγάλη ακρίβεια. F ρ = U 2 Α 2 R c W Με την εφαρμογή της ισορροπίας δυνάμεων όπως περιγράφεται στην παράγραφο 3.4 μπορούμε να μετρήσουμε την ταχύτητα βύθισης U της μπάλας. U = 2 Όπου: 1 d g 3 c W ( ρ κ ρ ) ρ W W d, η διάμετρος της μπάλας g, η επιτάχυνση της βαρύτητας c, ο συντελεστής αντίστασης της μπάλας (0.4) w ρ, η πυκνότητα της μπάλας K ρ, η πυκνότητα νερού W Η πιο πάνω εξίσωση μπορεί να συγκριθεί με την ταχύτητα που μετρήθηκε από τα πειράματα. Μπάλες με μεγαλύτερες διαμέτρους δημιουργούν δίνες και τυρβώδεις ροές. Ως επακόλουθο μαζί με την επιρροή της επιφάνειας του τοιχώματος του σωλήνα, πολλές δυνάμεις χάνονται με αποτέλεσμα οι εξισώσεις να μην είναι τόσο ακριβείς. 4.2 Μέτρηση του ιξώδους ενός υγρού 4.2.1 Διαδικασία Το πείραμα εκτελείται χρησιμοποιώντας γλυκερίνη, ένα υγρό με μεγάλο ιξώδες. Η γλυκερίνη είναι μη-τοξική και διαλυτή στο νερό επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας στα πειράματα.συλλέξτε την γλυκερίνη μετά από το πείραμα. 9

Εκτελέστε το πείραμα όπως περιγράφεται στην παράγραφο 4.1.1 χρησιμοποιώντας 99.9% γλυκερίνη. Επαναλάβετε το πείραμα με μπάλες διαφορετικής διαμέτρου. Σημειώστε τις τιμές στους πίνακες που δίνονται πιο κάτω. 4.2.2 Αξιολόγηση s, η απόσταση που διένυσε η μπάλα t, ο χρόνος σε sec που χρειάστηκε για να διανύσει η μπάλα την απόσταση s Το δυναμικό ιξώδες μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας τον νόμο του Stokes όπως περιγράφεται στην παράγραφο 3.4: 2 2 ( ρball water ) U μ = r g ρ 9 1 Αυτή η σχέση όμως μπορεί να χρησιμοποιηθεί μονό σε στρωτή ροή. Αυτό μπορεί να ελεγχθεί μέσο του αριθμού Reynolds: Re = U d v water Στο πείραμα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί νερό επειδή η ροή δεν θα είναι στρωτή και επομένως η εξισώσεις δεν θα είναι κατάλληλες. 10

5. Παράρτημα 5.1 Σελίδες εργασίας 5.1.1 Ταχύτητες Βύθισης 5.1.2 Μέτρηση ιξώδους 11

5.2 Μονάδες και Σύμβολα μ Δυναμικό ιξώδες Ns/m 2 ν Κινηματικό ιξώδες m 2 /s ρ Πυκνότητα g/cm 3 U Ταχύτητα ροής m/s d Διάμετρος της μπάλας mm r Ακτίνα της μπάλας mm Re Αριθμός Reynolds Re Κρίσιμος αριθμός Reynolds (μετάβαση από στρωτή σε τυρβώδη ροή) 2300 crit A Εμβαδό διατομής του αντικειμένου που αντιτίθεται στην ροή mm 2 c Συντελεστής αντίστασης w -1 g Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας =9.81m/s 2 F Δύναμη τριβής R Ν F G Δύναμη λόγω βάρους της μπάλας F a Δύναμη λόγω επιτάχυνσης της μπάλας F Β Δύναμη λόγω της άνωσης Ν Ν Ν 12

5.3 Καθορισμένες τιμές για διάφορα στοιχεία Κινηματικό ιξώδες Υγρά Υγρά και Αέρια Νερό 0 C 1.789 Λιπαντικό 892 Νερό 20 C 1.006 Γλυκερίνη 1200 Νερό 100 C 0.294 Μονοξείδιο του άνθρακα 0.062 Υδράργυρος 0.115 Αέρας 16 Πυκνότητα ρ: Νερού: Γλυκερίνης: Χάλυβας: 13