DETERMINAREA REGIMULUI DE CURGERE I A COEFICIENTULUI DE FRECARE LA CURGEREA FLUIDELOR PRIN CONDUCTE ORIZONTALE

DETERMINAREA REGIMULUI DE CURGERE

I A COEFICIENTULUI DE FRECARE LA CURGEREA

FLUIDELOR PRIN CONDUCTE ORIZONTALE

Scopul lucrrii

determinarea regimului de curgere

calculul coeficientului de frecare

Aspecte teoretice

Regimul de curgere este caracterizat din punct de vedere hidrodinamic prin valoarea numrului lui Reynolds. n forma

se constant c numrul lui Reynolds conine o mrime care caracterizeaz fluidul din punct de vedere al curgerii ((), o mrime care caracterizeaz aparatul (d) i o mrime ce caracterizeaz operaia (w).

Pentru Re ( 2300 curgerea este laminarPentru Re ( 3000 curgerea este turbulent.

Vizualizarea lichidului de curgere se poate face introducnd cu ajutorul unui tub subire o vn de lichid colorat n interiorul conductei de sticl prin care circul apa. La valori mici ale debitului de ap se formeaz n prelungirea tubului o vn subire de lichid colorat care se menine distinct, nuntrul tubului incolor, pe toat lungimea evii. Fiecare poriune de fluid curge cu vitez dirijat n direcia general de curgere. Mrind debitul lichidului curgerea pstreaz acelai aspect pn la o anumit vitez, numit vitez critic, cnd vna de lichid dispare brusc, amestecndu-se cu apa. Curgerea laminar s-a transformat n curgere turbulent n care vitezele au i componente transversale pe direcia general de curgere.

Pierderea de presiune a unui fluid la curgerea prin conducte este dat de ecuaia Fanning Darcy:

n care( este un factor adimensional numit coeficient de frecare.

Pentru regimul laminar

Pentru regimul turbulent n conducte cu perei netezi au fost propuse numeroase formule:

formula lui Koo, valabil pentru 3000( Re ( 30 000

pentru intervalul 5000 ( Re ( 20 000

formula lui Blasius, valabil pentru 3000 ( Re (100 000

formula lui Generaux

Pentru regimul turbulent n conducte cu asperiti valoarea coeficientului de frecare variaz cu natura materialului din care este fcut conducta

formula lui Koo:

formula lui Hopf i Fromm:

n care k este un coeficient care depinde de materialul din care este fcut conducta.

Instalaia experimental

Este format din trei conducte, una de metal, cu diametrul de 12 mm i dou din sticl cu diametrele de 15mm, respectiv 19 mm. Lichidul manometric utilizat este tetraclorura de carbon care, pentru temperatura normal de lucru are densitatea de 1550 kg/m3. Distana la care sunt aezate tuburile de legtur care transmit presiunea la manometrul diferenial este de 1 m. Debitele sunt msurate cu ajutorul unui rotametru calibrat n l/h.

Modul de lucru

Se verific dac rezervorul este plin cu ap, se trece apoi ap prin instalaie pn la completa evacuare a aerului. Se face citirea denivelrii lichidului manometric, pentru fiecare debit de ap msurat cu ajutorul rotametrului, pentru cel puin opt valori ale debitului.

Prelucrarea datelor experimentale

Se calculeaz cderea de presiune, pornind de la denivelarea manometric :

Se determin viteza de curgere n conducte pentru debitele msurate i se calculeaz valoarea criteriului Reynolds. Din ecuaia Fanning Darcy se calculeaz coeficientul de frecare, (.

Datele msurate precum i cele calculate se trec n tabelul urmtor pentru ambele conducte:

Debit,

Gvl/hDenivelare manometru, (h mmCderea de presiune, (p

PaViteza de curgere,w

m/sCriteriul ReynoldsCoeficient de frecare

(

Cu datele calculate se construiete diagrama n coordonate divizate logaritmic ( = f (Re) i se ncearc stabilirea funciei care leag cele dou variabile i compararea ei cu cele prezentate anterior.

_1003755727.unknown

_1003755912.unknown

_1003756134.unknown

_1003756224.unknown

_1003770618.unknown

_1003755979.unknown

_1003755826.unknown

_1003754581.unknown

_1003755508.unknown

_1003637719.unknown