Χρήση στα εργαστήρια Μηχανικής Ρευστών Ι
Συσκευή μετρήσεως ροής, η οποία δείχνει τις τυπικές μεθόδους μέτρησης της ροής ενός πρακτικά ασυμπίεστου υγρού (νερό). Δείχνει επίσης εφαρμογές της εξίσωσης Bernoulli.
Οι σπουδαστές μετρούν τη ροή χρησιμοποιώντας ένα μετρητή Venturi, ένα μετρητή τύπου διαφράγματος και ένα πλωτηρόμετρο. Η εξίσωση Bernoulli ισχύει για κάθε μετρητή. Οι σπουδαστές μπορούν να βρουν και να συγκρίνουν τις απώλειες υδροστατικής (μανομετρικής) κεφαλής που σχετίζονται με κάθε μετρητή, καθώς και εκείνες που προκύπτουν σε μια ταχεία διεύρυνση της διατομής και σε μία ορθή γωνία (90°).
Η συσκευή προορίζεται για χρήση με βαρυμετρική ή ογκομετρική υδραυλική τράπεζα. Ο εξοπλισμός αποτελείται από ένα οριζόντιο σωλήνα και περιλαμβάνει μία βαλβίδα, μετρητή Venturi, μετρητή διαφράγματος και μανομετρικά νερού μέτρησης της στατικής πίεσης. Ορθή γωνία συνδέει τον αγωγό σε ένα ροόμετρο τύπου πλωτήρα (μετρητή ροής σε διάκενο γύρω από κώνο) με περαιτέρω μετρητές πίεσης. Όλα τα μανόμετρα στατικής πίεσης είναι τοποθετημένα σε κάθετο πάνελ πίσω από τον σωλήνα ροής και δείχνουν την κατανομή της πίεσης σε βαθμονομημένη κλίμακα.
Για την εκτέλεση των πειραμάτων, οι σπουδαστές συνδέουν τη συσκευή με την παροχή από υδραυλική τράπεζα, και το θέτουν αρχικά σε χαμηλή, σταθερή ροή διαμέσου της συσκευής. Το νερό από την υδραυλική τράπεζα ρέει οριζοντίως διαμέσου του μετρητή Venturi, μέσω του ταχέως αποκλίνοντος τμήματος, μέσω του σωλήνα μεγάλης διαμέτρου, και διαμέσου του διαφράγματος. Στη συνέχεια διέρχεται μέσα από την ορθή γωνία, ρέει ανοδικά μέσω του πλωτηρόμετρου, και τελικά επιστρέφει στην υδραυλική τράπεζα μέτρησης.
Οι σπουδαστές μετρούν τη ροή χρησιμοποιώντας την υδραυλική τράπεζα, επισημαίνοντας τα επίπεδα μανόμετρου και την ανάγνωση του πλωτηρόμετρου. Στη συνέχεια, διαβάζουν την ροή στο σύνολο των μετρητών, λαμβάνοντας μετρήσεις κάθε φορά της στατικής πίεσης, μέχρι να φτάσει το μέγιστο ρυθμό ροής. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την εξίσωση Bernoulli μπορούν να βρουν τον ρυθμό ροής μάζας μέσα από κάθε ένα από τα επιμέρους μετρητικά, σε σύγκριση με ρυθμούς ροής που μετράται με τη χρήση της υδραυλικής τράπεζας. Οι σπουδαστές μπορούν να συγκρίνουν τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και τις πιθανές εφαρμογές του κάθε μετρητή.