Click here to load reader

GRADIVO ZA VAJE - Gradivo za laboratorijske vaje pri predmetu Eksperimentalna mehanika tekočin je pripravljeno z namenom povečanja kakovosti laboratorijskih vaj ter za zagotovitev

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of GRADIVO ZA VAJE - Gradivo za laboratorijske vaje pri predmetu Eksperimentalna mehanika tekočin je...

  • Jože Kutin, Gregor Bobovnik, Andrej Svete, Klemen Rupnik, Ivan Bajsić

    GRADIVO ZA VAJE PRI PREDMETU

    EKSPERIMENTALNA MEHANIKA TEKOČIN

    (II. stopnja – EPS – Toplotna in procesna tehnika)

    Ljubljana, 2014

  • 1

    KAZALO UVOD ........................................................................................................................................ 3 1 HIDRAVLIČNI WHEATSTONOV MERILNI MOSTIČ ................................................. 4

    1.1 CILJ IN NAMEN VAJE .............................................................................................. 4 1.2 FIZIKALNO-TEORETIČNE OSNOVE ..................................................................... 4

    1.2.1 Kaj je hidravlični Wheatstonov mostič? .............................................................. 4 1.2.2 Merilna značilnica hidravličnega Wheatstonovega merilnega mostiča ............... 5 1.2.3 Rešitev za idealno značilnico merilnika (Ki = konstanta) .................................... 7

    1.3 PREIZKUS: Eksperimentalna določitev merilne značilnice hidravličnega Wheatstonovega merilnega mostiča ....................................................................................... 9

    1.3.1 Merilni sistem ....................................................................................................... 9 1.3.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 10

    1.4 LITERATURA .......................................................................................................... 13 2 VPLIV HITROSTNEGA PROFILA NA STATIČNE ZNAČILNICE MERILNIKOV PRETOKA ............................................................................................................................... 14

    2.1 CILJ IN NAMEN VAJE ............................................................................................ 14 2.2 FIZIKALNO-TEORETIČNE OSNOVE ................................................................... 14

    2.2.1 Vgradni vplivi .................................................................................................... 14 2.2.2 Termični merilnik masnega toka ........................................................................ 18

    2.3 PREIZKUS: Določanje statičnega vgradnega potopnega termičnega merilnika pretoka .................................................................................................................................. 19

    2.3.1 Merilni sistem ..................................................................................................... 19 2.3.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 20

    2.4 LITERATURA .......................................................................................................... 24 3 LINIJSKE IN LOKALNE TLAČNE IZGUBE TOKA TEKOČINE ............................... 25

    3.1 CILJ IN NAMEN VAJE ............................................................................................ 25 3.2 FIZIKALNO-TEORETIČNE OSNOVE ................................................................... 25

    3.2.1 Energijska enačba toka tekočine ........................................................................ 25 3.2.2 Linijske tlačne izgube ......................................................................................... 26 3.2.3 Lokalne tlačne izgube ......................................................................................... 26

    3.3 PREIZKUS: Merjenje linijskih tlačnih izgub ............................................................ 28 3.3.1 Merilni sistem ..................................................................................................... 28 3.3.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 29

    3.4 PREIZKUS: Merjenje lokalnih tlačnih izgub ............................................................ 30 3.4.1 Merilni sistem ..................................................................................................... 30 3.4.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 31

    3.5 LITERATURA .......................................................................................................... 32 4 DINAMIČNI MERILNI POGREŠKI PRI MERJENJU PRETOKA Z DUŠILNIMI METODAMI ............................................................................................................................ 33

    4.1 CILJ IN NAMEN VAJE ............................................................................................ 33 4.2 FIZIKALNO-TEORETIČNE OSNOVE ................................................................... 33

    4.2.1 Pulzirajoči tok .................................................................................................... 33 4.2.2 Četrtkrožna merilna zaslonka ............................................................................. 34 4.2.3 Korenski merilni pogrešek ................................................................................. 35

  • 2

    4.2.4 Vpliv povezovalnih cevk .................................................................................... 36 4.3 PREIZKUS: Določanje korenskega merilnega pogreška na četrtkrožni merilni zaslonki ................................................................................................................................. 37

    4.3.1 Merilni sistem ..................................................................................................... 37 4.3.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 38 4.3.3 Analiza rezultatov meritev ................................................................................. 39

    4.4 LITERATURA .......................................................................................................... 41 5 KROŽNI CEVNI LOK (KCL) KOT MERILNIK PROSTORNINSKEGA TOKA ........ 42

    5.1 CILJ IN NAMEN VAJE ............................................................................................ 42 5.2 FIZIKALNO-TEORETIČNE OSNOVE ................................................................... 42

    5.2.1 Fizikalna slika razmer v KCL ............................................................................ 43 5.2.2 Teorija prostega vrtinca ...................................................................................... 44

    5.3 PREIZKUS: Določevanje karakteristike KCL z R/D = 1,5 ....................................... 45 5.3.1 Merilni sistem ..................................................................................................... 45 5.3.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 46

    5.4 PREIZKUS: Določevanje karakteristike KCL z R/D = 1,25 ..................................... 47 5.4.1 Potek preizkusa .................................................................................................. 47

    5.5 LITERATURA .......................................................................................................... 50 6 PREHODNI TOKOVNI REŽIMI IN TLAČNE PULZACIJE V TEKOČINSKEM SISTEMU ................................................................................................................................. 51

    6.1 CILJ IN NAMEN VAJE ............................................................................................ 51 6.2 FIZIKALNO-TEORETIČNE OSNOVE ................................................................... 51

    6.2.1 Vpliv zvočne hitrosti na tlačna valovanja .......................................................... 51 6.2.2 Dinamične lastnosti tlačnega merilnega sistema ................................................ 52

    6.3 PREIZKUS: Prehodni tokovni režimi ....................................................................... 54 6.3.1 Merilni sistem ..................................................................................................... 54 6.3.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 54

    6.4 PREIZKUS: Tlačne pulzacije v »stacionarnem« toku tekočine ................................ 56 6.4.1 Merilni sistem ..................................................................................................... 56 6.4.2 Potek preizkusa .................................................................................................. 56

    6.5 LITERATURA .......................................................................................................... 57

  • 3

    UVOD

    Gradivo za laboratorijske vaje pri predmetu Eksperimentalna mehanika tekočin je pripravljeno z namenom povečanja kakovosti laboratorijskih vaj ter za zagotovitev čim boljše uspešnosti študentov pri izvajanju vaj ter opravljanju izpitnih obveznosti pri učnem predmetu. Celotna učna snov vaj je razdeljena na šest vsebinsko zaključenih delov, ki na praktičnih primerih obravnavajo:

     hidravlični Wheatstonov merilni mostič,

     vpliv hitrostnega profila na statične značilnice merilnikov pretoka,

     linijske in lokalne tlačne izgube toka tekočine,

     dinamične merilne pogreške pri merjenju pretoka z dušilnimi metodami,

     krožni cevni lok kot merilnik pretoka ter

     prehodne tokovne režime in tlačne pulz

Search related