Pitotbuis

'n Pitotbuis word gebruik om die vloeitempo van water by 20 °C te meet in die middel van die pyp met 'n diameter van 102.3 mm. Die manometer lesing is 78 mm koolstoftetrachloried (CCl₄) by 20 °C. Die pitotbuis koeffisient is 0.98. Bereken die snelheid in die middel van die pyp, die gemiddelde snelheid en die vloeitempo in die pyp.

Antwoord

Om die antwoord te kry, word daar eers na die sisteem vanuit 'n dinamiese hoek gekyk:

Dinamiese probleem:

Die meganiese energiebalans (MEB) tussen punt 1 en punt 2 is soos volg:

${\displaystyle {\frac {\Delta P}{\rho }}+{\frac {\Delta v^{2}}{2\alpha }}+g.\Delta z+F={\frac {W_{s}}{\dot {m}}}}$

Tussen punt 1 en 2, geld die volgende:

${\displaystyle \Delta z=0}$ (hoogteverskil)

${\displaystyle F=0}$ (gebruik wrywingsfaktor van 0.98)

${\displaystyle \alpha =1}$ vir turbulente vloei

${\displaystyle W_{s}=0}$ (werk verrig)

Dus:

${\displaystyle {\frac {P_{2}-P_{1}}{\rho }}+{\frac {v_{2}^{2}-v_{1}^{2}}{2}}=0}$

${\displaystyle v_{2}=0}$

${\displaystyle v_{1}=v_{maks}}$

${\displaystyle v_{1}=v_{maks}={\sqrt {\frac {2(P_{2}-P_{1})}{\rho }}}}$

Nou het ons ${\displaystyle v_{maks}}$ in terme van ${\displaystyle P_{1}}$ en ${\displaystyle P_{2}}$. Om ${\displaystyle P_{1}}$ en ${\displaystyle P_{2}}$ te bepaal moet daar na die sisteem gekyk word vanuit 'n statiese hoek.

Statiese probleem:

${\displaystyle P_{3}=P_{2}+\rho gh=P_{2}+\rho _{w}.g.(h+x)}$

${\displaystyle P_{4}=P_{1}+\rho gh=P_{1}+\rho _{w}.g.x+\rho _{CCL4}.g.h}$

${\displaystyle P_{3}=P_{4}}$

${\displaystyle P_{2}+\rho _{w}.g.(h+x)=P_{1}+\rho _{w}.g.x+\rho _{CCL4}.g.h}$

${\displaystyle P2-P1=\rho _{w}.g.x+\rho _{CCL4}.g.h-\rho _{w}.g.(h+x)=\rho _{CCL4}.g.h-\rho _{w}.g.h=gh(\rho _{CCL4}-\rho _{w})}$

Dus:

${\displaystyle v_{maks}={\sqrt {\frac {2(P_{2}-P_{1})}{\rho }}}={\sqrt {\frac {2(gh(\rho _{CCL4}-\rho _{w})}{\rho }}}}$

Nou kan ${\displaystyle v_{maks}}$ bereken word.

• Annubar
• Vloeimeetskyf
• Spuitstuk
• Bernoullibeginsel
• Venturi-effek
• Pypvloei