Paweł Tarczyński Wrocław, 25.10.2016r.
Piotr Umiński
Maciej Żmudziński
Grupa: czwartek 15.15, TP
Sprawozdanie w wykonania ćwiczenia nr 1
Temat: Eksperymentalne wyznaczanie zastępczego modułu sprężystości objętościowej Ec+p cieczy i przewodu, oraz zastępczego współczynnika ściśliwości βc+p cieczy i przewodu.
Wstęp teoretyczny
Ciecze robocze charakteryzują się wieloma parametrami. Dwoma z takich parametrów są współczynnik ściśliwości oraz moduł sprężystości objętościowej. Współczynnik ściśliwości oznacza odkształcalność cieczy objawiająca się poprzez zmianę objętości pod wpływem ciśnienia, zaś moduł ściśliwości objętościowej jest odwrotnością współczynnika ściśliwości Dla cieczy pracujących w układach składających się z przewodów elastycznych parametr użytkowy stanowi zastępczy współczynnik ściśliwości βc+p i zastępczy moduł sprężystości objętościowej cieczy i przewodu Ec+p. Uwzględniają one nie tylko wpływ ciśnienia na ciecz, ale również wpływ ciśnienia na odkształcenia elastycznych przewodów.
Zastępczy moduł sprężystości wyznacza się za pomocą wzoru:
(1) Ec = Δp*V0 ΔV
Natomiast zastępczy współczynnik ściśliwości wyznacza się ze wzoru:
(2) βc= ΔVV0*1∆p
Oba parametry są powiązane zależnością:
(3) Ec =1βc (4) βc =1Ec
Zastępczy moduł sprężystości objętościowej przewodu i cieczy można wyznaczyć z zależności zmiany objętości cieczy w układzie do przyrostu ciśnienia Δ V= f(Pt),
Cel ćwiczenia
Za pomocą stanowiska badawczego zbadać zmianę objętości ΔV cieczy w przewodzie w zależności od ciśnienia tłoczenia pt. Na podstawie otrzymanej charakterystyki Δ V= f(pt) wyznaczyć zastępczy moduł sprężystości objętościowej cieczy i przewodu Ec+p, oraz zastępczy współczynnika ściśliwości cieczy i przewodu βc+p .
Stanowisko pomiarowe
Przeprowadzenie pomiaru:
Przy otwartym zaworze 5 za pomocą pompy ręcznej należało ustawić poziom cieczy w menzurce na początku skali (0). Należało zamknąć zawór 5. Przy otwartym zaworze 6 operator nabierał wody do pompy. Następnie po zamknięciu zaworu 6 i otwarciu zaworu 7 i 8 ciecz za pomocą pompy ręcznej była wtłaczana do przewodu do momentu wskazania na manometrze pożądanego ciśnienia. Zawory zostały zamknięte. Następnie należało otworzyć zawory 6 i 7 w celu wyrównania ciśnienia cieczy w układzie z otoczeniem. Po wyrównaniu zawory zostały ponownie zamknięte. Faktyczny pomiar zachodził, gdy po otwarciu zaworów 8 i 5 nadmiar cieczy wypływał do menzurki wskazując objętość cieczy, jaką pod ciśnieniem udało się umieścić w przewodzie. Należało wykonać 16 pomiarów, każdy dla ciśnienia o 10 kG/cm3 większego.
Pomiary i obliczenia:
Dane: -Objętość początkowa przewodu V0=25cm3
-1 działka menzurki to 0,1cm3 -ciśnienie otoczenia p = 1000hPa = 0,1MPa
Tabela 1. Badane punkty pomiarowe
lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
pt
kG/
cm2
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Lp
[dz]
0
Lk
ciusiek