DETERMINAREA REGIMULUI DE CURGERE
sI A COEFICIENTULUI DE FRECARE LA CURGEREA
FLUIDELOR PRIN CONDUCTE ORIZONTALE
determinarea regimului de curgere
Aspecte teoretice
Regimul de curgere este caracterizat din punct de vedere hidrodinamic prin valoarea numarului lui Reynolds. În forma
se constanta ca numarul lui Reyn 24224d37y olds contine o marime care caracterizeaza fluidul din punct de vedere al curgerii (n), o marime care caracterizeaza aparatul (d) si o marime ce caracterizeaza operatia (w).
Pentru Re < 2300 curgerea este laminara
Pentru Re > 3000 curgerea este turbulenta.
Vizualizarea lichidului de curgere se poate face introducând cu ajutorul unui tub subtire o vâna de lichid colorat în interiorul conductei de sticla prin care circula apa. La valori mici ale debitului de apa se formeaza în prelungirea tubului o vâna subtire de lichid colorat care se mentine distincta, înauntrul tubului incolor, pe toata lungimea tevii. Fiecare portiune de fluid curge cu viteza dirijata în directia generala de curgere. Marind debitul lichidului curgerea pastreaza acelasi aspect pâna la o anumita viteza, numita viteza critica, când vâna de lichid dispare brusc, amestecându-se cu apa. Curgerea laminara s-a transformat în curgere turbulenta în care vitezele au si componente transversale pe directia generala de curgere.
Pierderea de presiune a unui fluid la curgerea prin conducte este data de ecuatia Fanning - Darcy:
în care l este un factor adimensional numit coeficient de frecare.
Pentru regimul laminar
Pentru regimul turbulent în conducte cu pereti netezi au fost propuse numeroase formule:
formula lui Koo, valabila pentru 3000< Re <
pentru intervalul 5000 < Re <
formula lui Blasius, valabila pentru 3000 < Re <
formula lui Generaux
Pentru regimul turbulent în conducte cu asperitati valoarea coeficientului de frecare variaza cu natura materialului din care este facuta conducta
formula lui Koo:
formula lui Hopf si Fromm:
în care k este un coeficient care depinde de materialul din care este facuta conducta.
Este
formata din trei conducte, una de metal, cu diametrul de 12 mm si doua
din sticla cu diametrele de 15 mm, respectiv 19 mm. Lichidul manometric
utilizat este tetraclorura de carbon care, pentru temperatura normala de
lucru are densitatea de
1550 kg/m3. Distanta la care sunt asezate tuburile de legatura
care transmit presiunea la manometrul diferential este de 1 m. Debitele
sunt masurate cu ajutorul unui rotametru calibrat în L/h.
Se verifica daca rezervorul este plin cu apa, se trece apoi apa prin instalatie pâna la completa evacuare a aerului. Se face citirea denivelarii lichidului manometric, pentru fiecare debit de apa masurat cu ajutorul rotametrului, pentru cel putin opt valori ale debitului.
Se calculeaza caderea de presiune, pornind de la denivelarea manometrica :
Se determina viteza de curgere în conducte pentru debitele masurate si se calculeaza valoarea criteriului Reynolds. Din ecuatia Fanning - Darcy se calculeaza coeficientul de frecare, l
Datele masurate precum si cele calculate se trec în tabelul urmator pentru ambele conducte:
Debit, Gv (L/h) |
Denivelare manometru Dh (mm) |
Caderea de presiune |
Viteza de curgere |
Criteriul Reynolds |
Coeficient de frecare l |
|
|
|
|
|
|
Cu
datele calculate se construieste diagrama în coordonate divizate
logaritmic
l = f (Re) si se încearca
stabilirea functiei care leaga cele doua variabile si
compararea ei cu cele prezentate anterior.
|