Réseaux de canalisations et pertes de charge

1. fabrication de tuyauterie (voir schéma et photo, Fig. 2)

1. Coller (colle ou l’adhésif) un petit réservoir en plastique à la surface de travail. Si c’est un récipient couvert, percer des trous dans le couvercle pour l’entrée et la sortie conduites d’eau et le câble d’alimentation de pompe.
2. Montez la petite pompe immergée dans le réservoir.
3. Monter le rotamètre (compteur de débit de l’eau) verticalement dans la zone de travail. Il peut aider pour cercler le rotamètre à une petite poutre verticale ou support en L pour le maintenir debout. Raccorder un tube de flux de sortie de la pompe à l’entrée de rotamètre (port inférieur).
4. Connecter le raccord tees aux deux extrémités d’une section de tube en plastique de compression plastique (recommander longueur L ~ 0,3 m, diamètre de tube intérieur D ~ 6,4 mm). Monter des tertres de départ sur les colliers de fixation. Raccorder les tubes en caoutchouc d’un té (entrée) à la sortie de rotamètre. Connecter les tubes en caoutchouc du autre té (sortie) vers le réservoir.
5. Construction d’une deuxième Assemblée avec deux raccords té monté. Enrouler une longueur de plastique souple tube enroulé en spirale autour d’un noyau cylindrique (recommander tube carton, R ~ 30 mm et ~ 5 tubes roulés). Attaches ou colliers peuvent aider à garder le tuyau enroulé. Installer les deux extrémités libres de la tubulure à l’aménagement de tee.
6. Construire une troisième Assemblée avec deux raccords té monté. Raccorder les coudes quatre (ou plus) avec courtes longueurs de tube en plastique entre les tees. À l’aide de plusieurs coudes amplifie la chute de pression, lecture, amélioration de la précision des mesures.
7. Installer des tubes en plastique transparent rigides (~0.6 m) sur les ports ouverts sur les raccords six té. Utilisez un niveau pour s’assurer que les tubes sont verticaux. Ces tubes seront les manomètres (appareils de mesure de pression).
8. Remplissez le réservoir avec de l’eau.

2. opération

1. Tube droit : Mettre en marche la pompe et réglez le robinet rotamètre pour faire varier les débits d’eau. Pour chaque cas, enregistrer le débit de l’eau et le niveau d’eau vertical dans chaque tube de manomètre. Enregistrer la chute de pression basée sur la différence de niveaux de manomètre (Eqn. 1).
2. Coiled tube : Connecter l’entrée de la section test lové à la sortie de rotamètre et la sortie de section de test vers le réservoir. Comme dans l’étape 2.1, enregistrement du débit de l’eau et la pression diminue pour un certain nombre de débits.
3. Garnitures de coude : Raccordez le coude raccord section d’essai pour le rotamètre et le réservoir. Collecte d’un ensemble de mesures de pression et des taux de débit, comme dans l’étape 2.2.

3. analyse

1. Dans le cas de tube droit, évaluer le nombre de Reynolds et facteur de frottement f (Eqn. 2). Évaluer les incertitudes de facteur de Reynolds nombre et frottement (Eqn. 6). Ici e_ΔP est l’incertitude dans les mesures de pression (, y a une incertitude au niveau du manomètre), et e_U l’incertitude dans la vitesse moyenne de canal (à partir de rotamètre fiche, avec une incertitude de 3 à 5 % de la gamme typique). Pour l’eau à température ambiante (22° C), ρ = 998 kg m^-3 et µ = 0,001 kg m^-1 s^-1.
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2. Comparer les résultats de facteur de friction d’étape 3.1 avec les modèles analytiques (Eqn. 3).
3. Répétez l’étape 3.1 pour le cas de serpentins. Cette fois, soustrayez la chute de pression estimée (Eqns. 2-3) pour la partie droite de la section test de ΔP. Ici, nous supposons que l’incertitude sur la correction de longueur droite pression est négligeable. Comparer les facteurs de frottement mesuré par des valeurs de la corrélation (Eqn. 4).
4. Répétez l’étape 3.2 pour le coude de l’affaire. Soustraire la chute de pression prévue pour les longueurs droites de tuyau entre les raccords coudés d’obtenir une perte de pression corrigé . Évaluer la longueur équivalente et l’incertitude pour chaque coude. Ici, N_e est le nombre de coudes de tuyaux.
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5. Comparer le résultat de la longueur équivalente (L_e/D) avec le typique a indiqué des valeurs (~ 30).