Mechanika płynów Laboratorium

Laboratorium

Mechanika płynów

Harmonogram ćwiczeń

• Grupy ćwiczące w pierwszej części semestru:

zajęcia w tyg.1÷7 + 1 godz. w 8 tyg. (=15 godz./semestr)

• Grupy ćwiczące w drugiej części semestru :

1 godz. w 8 tyg. + zajęcia w tyg. 9÷15 (=15 godz./semestr)

• Zajęcia prowadzone są w różnych salach!

• Poszczególne ćwiczenia (6 ćwiczeń) mogą być prowadzone są przez różnych prowadzących

Harmonogram ćwiczeń

• www.wis.pwr.edu.pl , w zakładce Pracownicy (szukać pod nazwiskiem prowadzącego zajęcia: „lista zakładek”) Pliki do pobrania:

- Harmonogram ćwiczeń - Instrukcje do ćwiczeń

Harmonogram ćwiczeń

wywieszono również na tablicy ogłoszeń (wejście do Katedry Klimatyzacji…, IIIp./C-6)

Tematyka zajęć laboratoryjnych

W Zajęcia wstępne (omówienie zasad bhp, warunków zaliczenia, tematyki zajęć laboratoryjnych z mechaniki płynów) (sala 322 /C-6) Ćw. 1 Pomiar ciśnienia i wzorcowanie manometrów

(hala techn. /C-6)

Ćw. 2 Pomiary prędkości miejscowej w kanale wentylacyjnym (sala 322 /C-6)

Ćw. 3 Pomiary natężenia przepływu powietrza w przewodach wentylacyjnych (sala 322 /C-6)

Ćw. 4 Wyznaczanie współczynnika przepływu dla zaworu regulacyjnego (hala techn. /C-6)

Ćw. 5 Wyznaczanie charakterystyki hydraulicznej instalacji z pompą obiegową (hala techn. /C-6)

Ćw. 6 Wyznaczanie współczynnika oporu miejscowego dla przepustnicy (sala 342 /C-6)

Zal. Zajęcia zaliczeniowe (sala 322 /C-6)

Zasady zaliczenia

• Realizacja wszystkich ćwiczeń lab. (1÷6)

• Przygotowanie do zajęć (odpowiedź ustna lub pisemna)

• Wykonane prawidłowo i terminowo sprawozdanie (za które odpowiada solidarnie cała grupa lab.) ^(*)

• Sprawozdanie należy oddać na kolejnych zajęciach!

• Aktywne uczestnictwo w zajęciach

(*) istnieje możliwość indywidualnego przygotowania sprawozdania

Zasady zaliczenia

• Student otrzymuje ocenę za każde ćwiczenie (oceniane jest: przygotowanie do zajęć,

aktywność na zajęciach, jakość sprawozdania i termin jego oddania)

• Ocena końcowa z laboratorium =

średnia z ocen ze wszystkich ćwiczeń

Nieobecności

• Nieobecność na zajęciach można odrobić z inną grupą lab. w danym cyklu ćwiczeń (1÷7 tydz. zajęć lub 9÷14 tydz. zajęć (należy odrobić konkretne ćwiczenie!)

• Osoba odrabiająca ćwiczenie zgłasza to prowadzącemu i wykonuje samodzielnie sprawozdanie!

• W przypadku braku możliwości odrobienia danego

ćwiczenia, można je zaliczyć na ostatnich zajęciach, ale - uwaga: dotyczy to tylko jednego ćwiczenia!!!

• Nieobecność na dwóch i więcej ćwiczeniach = ndst

Zawartość sprawozdania

• Tytuł ćwiczenia, data wykonania, nr grupy lab. oraz nazwiska osób wykonujących dane ćwiczenie

• Cel i zakres ćwiczenia

• Schemat stanowiska pomiarowego

• Opis przebiegu pomiarów

• Zestawienie wyników pomiarów (zwykle tabelaryczne)

• Opracowanie i zestawienie wyników obliczeń (tabelaryczne, graficzne) wraz z przykładowym obliczeniem (wzory!) i

przeliczeniem jednostek

• Analiza błędów pomiarowych

• Wnioski z wykonanego doświadczenia, dyskusja wyników

Przedstawienie danych eksperymentalnych

• Tabelaryczne:

- opisać tabelę (nr , tytuł)

- opisać kolumny w tabeli (symbole powinny

odpowiadać wielkościom użytym we wzorach, w opisie stanowiska, na rysunkach)

- Podać jednostki mierzonych wielkości

(rzeczywiste - z pomiaru oraz ewentualnie przeliczone w układzie SI)

Przedstawienie danych eksperymentalnych

• Graficzne

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18

przepływ [m3/h]

straty [m]

Zależność między dwiema zmiennymi

Przedstawienie danych eksperymentalnych

Zależność między trzema zmiennymi

Przedstawienie danych eksperymentalnych

0 20 40 60 80 100 120

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000

R1 R2 R3

Zależność między trzema zmiennymi wykres z parametrem (R)

Wykresy - aproksymacja krzywych

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18

przepływ [m3/h]

straty [m]

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18

przepływ [m3/h]

straty [m]

właściwie

niewłaściwie !

Aproksymacja metoda najmniejszych kwadratów

Rodzaje pomiarów

• Bezpośrednie: wartość danej wielkości

ustalamy w wyniku bezpośredniego pomiaru (np. pomiar masy za pomocą wagi)

• Pośrednie: obliczamy daną wielkość na

podstawie pomiarów parametrów od których ona zależy (np. wyznaczanie prędkości ze

wzoru: v = s / t; drogę (s) i czas (t) mierzymy!)

Błędy ( niepewności pomiarowe )

• Błędy systematyczne – powtarzalne, wynikające np. ze stałej wady konstrukcyjnej przyrządów pomiarowych, nieodpowiednio dobranych warunków pomiarów

• Błędy przypadkowe - nieregularne, spowodowane np.

niedokładnością przyrządów pomiarowych,

niedoskonałością naszych zmysłów i zmiennością warunków zewnętrznych

• Błędy grube - pomyłkowe pomiary lub obserwacje powstałe w wyniku niestarannego odczytu wskazań

przyrządów (błędy takie należy odrzucić lub przeprowadzić kontrolny pomiar)

Błąd bezwzględny

Δx = x_M - x_rz

• x_M - wielkość mierzona

• X_rz – wielkość rzeczywista (często przybliżana jako średnia z wielu pomiarów!)

• wielkość mianowana

• podawana w jednostkach wielkości mierzonej

• wielkość dodatnia, ujemna lub = 0

• nie pozwala na ocenę stopnia dokładności pomiaru!

Szacowanie maksymalnej

niepewności pomiaru bezpośredniego

• dla pojedynczego pomiaru przyjmujemy

działkę elementarną stosowanego przyrządu pomiarowego (np. pomiar temperatury

termometrem o podziałce =0,2^oC: ΔT=0,2^oK)

• Pomiar przyrządem analogowym o podanej klasie (np. pomiar ciśnienia, natężenia prądu, napięcia):

100

zakres klasa

X 





Przykład: manometr tarczowy

100

zakres klasa

P 





] [

25 ,

100 0

] [

10 5

,

2 bar bar

P   



Niepewność pomiaru pośredniego

• Obliczana metodą różniczkową lub logarytmiczną

• W=f(x, y, z) – wielkość W zależy od trzech parametrów (mierzonych!): x, y oraz z

• Obliczamy różniczkę zupełną dla wielkości W:

Niepewności bezwzględne określone dla x, y i z

z z y W

y x W

x

W W 



 

 

 

 

 



Niepewność pomiaru pośredniego

• niepewność względną procentowa:

określa w [%] jaką część wielkości mierzonej stanowi niepewność pomiaru:

% 100

%  

 W W W



Przykład:

wyznaczanie niepewności dla prędkości średniej

S= 10 m (droga)

ΔS= 0,01 m (niepewność pomiaru drogi) t= 5 s (czas)

Δt= 0,2 s (niepewność pomiaru czasu)

m s 2

v   t

s

t t s s

t t s t

s     



 

 

 

 v v 1

v

[m/s]

082 ,

0 2

, 5 0

01 10 , 5 0

v  1  ₂ 



% 1 , 4

% 2 100

082 ,

% 0 v 100

% v

v      



Rodzaje ciśnień

Obliczyć nadciśnienie:

• Ciśnienie otoczenia (barometryczne) p_b=1 bar

• Ciśnienie absolutne p=5 bar

• Nadciśnienie p_n=?

Obliczyć podciśnienie:

• Ciśnienie otoczenia (barometryczne) p_b=1 bar

• Ciśnienie absolutne p=0,2 bar

• Podciśnienie p_v=?

Obliczyć ciśnienie absolutne:

• Ciśnienie otoczenia (barometryczne) p_b=1 bar

• nadciśnienie p_n =3 bar

• Ciśnienie absolutne p=?

Obliczyć ciśnienie absolutne:

• Ciśnienie otoczenia (barometryczne) p_b=1 bar

• podciśnienie p_v =0,4 bar

• Ciśnienie absolutne p=?