Sprawozdanie z laboratorium z fizyki i biofizyki
Ćwiczenie nr 5
Temat ćwiczenia: Badanie przepływu cieczy – prawo ciągłości strugi, prawo Bernoulliego.
Data wykonania ćwiczenia: 4.05.2009r.
Sekcja nr 7 w składzie:
1. Anna Michałowska
2. Joanna Talik
Data oddania sprawozdania: ………………
Ocena: ……
1. Wstęp teoretyczny:
Płyn – każda substancja, która może płynąć, tj. dowolnie zmieniać swój kształt w zależności od naczynia, w którym się znajduje, oraz może swobodnie się przemieszczać (przepływać), np. przepompowywana przez rury.
Przepływ płynu może być:
ü Laminarny (stacjonarny) - gdy prędkość poruszającego się płynu w każdym wybranym punkcie nie zmienia się z upływem czasu, zarówno, co do wartości i kierunku oraz niestacjonarny.
ü Wirowy -gdy wektor prędkości płynu zmienia się w kierunku poprzecznym lub bezwirowy -gdy w dowolnym punkcie strumienia element płynu nie ma prędkości kątowej względem tego punktu.
ü Nieściśliwy – gęstość płynu jest stała
ü Nielepki – brak tarcia
Przepływ cieczy określają dwa podstawowe prawa:
ü Prawo ciągłości strugi
A1v1=A2v2
A – pole powierzchni przekroju;
v - prędkość
Jeżeli przyjmiemy, że badana substancja, której przepływ badamy jest nieściśliwa wówczas równanie ciągłości strugi przybiera postać: A1v1= A2v2
ü Prawo Bernoulliego
Równanie Bernoulliego opisuje parametry płynu doskonałego płynącego w rurze (niekoniecznie materialnie istniejącej) o zmiennym przekroju. Wynika ono wprost z faktu zachowania objętości cieczy doskonałej (która jest nieściśliwa) i zasady zachowanie energii mechanicznej:
p+12ρv2+gρy=const
2. Przebieg ćwiczenia.
A. Opis wykonywanych czynności:
Układ pomiarowy składał się z pompy która tłoczy wodę do zbiornika. W dwóch miejscach rury – szerokim i wąskim znajduję się manometr ciśnieniowy.
Na początku wykonałyśmy pomiar średnicy przekroju szerokiego i węższego za pomocą suwmiarki.
Następnie przystąpiłyśmy do pomiaru prędkości przepływu, dla pojemności 5l, 10l i 15l przy różnych stopniach otwarcia zaworu (1/3, ½, 1).
Przed każdym pomiarem mierzyłyśmy różnicę wysokości cieczy w rurce manometrycznej.
Wyniki prezentujemy w poniższej tabeli.
B. Tabele wyników
Otwarcie zaworu
Nr
d1 [m]
A1[m2]
d2 [m]
A2[m2]
h [m]
V [m3]
t [s]
v2a[m/s]
v2b[m/s]
1/3
1
0,06
0,003
0,034
0,001
0,005
264,28
2
0,0005
0,010
386,41
3
0,015
516,37
1/2
4
31,32
5
0,004
59,67
6
gandziaa92