HM15018D

8/17/2019 HM15018D

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Systeme für die technische Ausbildung

Versuchsanleitung HM150.18 Osborne Reynolds

Demo-Versuch

G.U.N.T. Gerätebau GmbHPostfach 1125

D-22881 Barsb üttel • GermanyTelefon (040) 670854-0Telefax (040) 670854-41

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Versuchsanleitung

Druckschrift Nr.: 917.00018A15002 09/99

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HM150.18 Osborne ReynoldsDemonstrations-Versuch

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Inhaltsverzeichnis

1 Gerätebeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 Vorbereitung und Aufstellung des Gerätes . . . . . . . . . . . . . . . . 2

3 Versuchsdurchführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3.1 Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

4 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

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1 Gerätebeschreibung

Das Gerät ist für die Untersuchung und Visualisie-rung der Osborne Reynolds Versuche gedacht.Der Versuchsaufbau ermöglicht die Darstellungvon laminarer und turbulenter Strömung. Die Strö-mung wird mit einer Tintenspur in einer durchsich-tigen Rohrstrecke sichtbar gemacht.

Das Gerät besteht im wesentlichen aus:- Grundplatte [1] mit den erforderlichenAnschlußmöglichkeiten fürWasserzufuhr [11]und Abwasseranschluß [10].

- Wasservorratstank [2] mit einer Kugelschüt-tung zur Beruhigung der Strömung [9].

- Überlaufstrecke [3] für die Erzeugung einerkonstanten Druckhöhe im Vorratstank.

- Aluminiumbehälter [4] für Tinte mitDosier-hahn [5] undMessing-Einlaufspitze [6].

- Versuchsrohrstrecke [8] aus Plexiglas mitströmungsoptimiertemEinlaufstück [7].

- Ablaufhahn [12] zur Einstellung des Durch-flusses in der Versuchsrohrstrecke.

Zur Visualisierung der Strömung empfehlen wirblaue Tinte, die über den Aluminiumbehälter mitEinlaufspitze vorsichtig in das strömende Wassereingeleitet wird. Die Wasserversorgung kann mitHM150 Grundmodul Strömungstechnik realisiertwerden. Die Durchflußmessung erfolgt über einenMeßbehälter oder überHM150 .

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1 Gerätebeschreibung 1

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2 Vorbereitung und Aufstellung des Gerätes

Für die Inbetriebnahme und Versuchsvorbereitungist folgendes notwendig:

- Stellen Sie das Gerät auf einen Tisch oder aufHM150 . Wenn Sie nichtHM150 nutzen, solltein der Nähe eine permanente Wasserversor-gung zu Verfügung stehen.

- Nehmen Sie den Deckel [13] des Vorratstan-kes ab und befüllen Sie den Vorratstank mitden Glaskugeln [9] wie im Bild.Es dürfen keine Glaskugeln in die Rohr-strecke fallen, mit einem entsprechendenGegenstand verschließen !

- Setzen Sie den Deckel wieder auf den Vorrats-behälter. Befeuchten Sie dazu den Dichtungs-ring (O-Ring) [14] des Deckels mit Wasser.

- Stellen Sie die Wasserversorgung mit einemSchlauch her.

- Schließen Sie die Abwasserschläuche an denAblaufhahn [12] und an den Abwasseran-schluß [10]. Wenn SieHM150 nutzen, könnenSie das Gerät so aufstellen, daß das Abwasserdirekt in das Becken vonHM150 läuft.Das mit der Tinte verschmutzte Wasser solltenicht in das Becken vonHM150 laufen.

- Befüllen Sie den Aluminiumbehälter [16] mitTinte. Der Kugelhahn unterhalb des Behältersmuß geschlossen sein.

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2 Vorbereitung und Aufstellung des Gerätes 2

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3 Versuchsdurchführung

- Schließen Sie den Ablaufhahn [12].

- Schalten Sie die Wasserversorgung ein.Bei HM150 die Pumpe. Öffnen Sie vorsichtigden Kugelhahn oberhalb der Pumpe bzw. denlaborseitigen Wasserhahn.

- Stellen Sie den Hahn so ein, daß sich ein

konstantes Wasserniveau im Vorratsbehältereinstellt.- Nach einiger Zeit füllt sich die Versuchsrohr-

strecke [8] komplett.

Der Versuch kann nun beginnen.

Öffnen Sie den Ablaufhahn ein wenig, so daß sichein geringer Durchfluß in der Versuchsrohrstreckeeinstellt. Das gefärbte Abwasser leiten Sie ambesten in den Ausguß.

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Wasserniveau

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3.1 Versuche

Ziel dieses Versuchsaufbaues ist die Darstellungvon laminarer und turbulenter Strömung.Bei geringem Durchfluß stellt sich laminare Strö-mung ein.

Öffnen Sie dazu den Ablaufhahn ein wenig.

Für die Visualisierung wird blaue Tinte verwendet.Mit dem Dosierhahn [9] läßt sich ein feiner blauerStromfaden erzeugen, der die laminare Strömungzeigt.Bei hohem Durchfluß stellt sich turbulente Strö-mung einDrehen Sie dazu den Ablaufhahn weiter auf.Der Stromfaden wird bei turbulenter Strömung zer-rissen.Der Wechsel von laminarer zur turbulenter Strö-mungsform stellt sich ein bei:Rekr ≈ 2300Relam . ≤ 2300 bedeutet laminare Strömung

Retur . ≥ 2300 bedeutet turbulente Strömung

Die Reynoldszahl wird berechnet nach

Re = w ⋅ d ν mit

d= Innerer Durchmesser der Rohrstrecke [m]w= Strömungsgeschwindigkeit [m/s] ν = Viskosität des Mediums [m2 /s], Wasser: ν = 1 ⋅ 10 − 6 [m2 /s]

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Stromfaden

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Die Strömungsgeschwindigkeit läßt sich aus demVolumenstrom, der mit einem Meßbehälter undeiner Stoppuhr bestimmt wird, ermitteln.

w = V .

A mit A = π ⋅ d 2

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Rohrdurchmesser d = 10mm = 0,01m

V .

= VolumenstromA= Querschnittsfläche des Rohres

Das unten stehende Bild zeigt die dreiStrömungszustände:- laminare Strömungsform- Übergang laminare / turbulente Strömung- turbulente Strömung

Re kr ≈ 2300 Re tur . ≥ 2300Re lam . ≤ 2300

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4 Technische Daten

Vorratstank: 3,5 Liter

Versuchsrohrstrecke:

Innendurchmesser: 10 mm

Länge: 700 mm

Tintenbehälter: 270 ml

Hauptabmessungen: 450 x 400 x 1400 mmGewicht: 32 kg

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Documents

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