H7-Reibungsverlust in einem Rohr Hydrodynamik-Laborausrüstung Lehrausrüstung
REIBUNGSVERLUST IN EINEM ROHR
Mit dem Gerät „Reibungsverlust in einem Rohr“ können Studierende die Änderung der Widerstandsgesetze für laminare zu turbulente Strömungen untersuchen und die kritische Reynolds-Zahl ermitteln. Das Gerät zeigt den Strömungsübergangspunkt von laminar zu turbulent an und ist ideal für Demonstrationen sowie Schülerexperimente.
Bei dem Gerät handelt es sich um ein gerades Prüfrohr mit kleinem Durchmesser auf einer Grundplatte. Es funktioniert mit digitalen hydraulischen Bänken (H1F, separat erhältlich).
Statische Druckanschlüsse vor und nach dem Testrohr werden an ein Wassermanometer oder ein digitales Handdruckmessgerät (im Lieferumfang enthalten) angeschlossen. Auf der Rückseite befindet sich das Manometer mit geeichter Skala. Das Wassermanometer misst niedrigere Differenzdrücke im laminaren und unteren turbulenten Strömungsbereich (knapp oberhalb der kritischen Reynolds-Zahl). Der Druckmesser misst höhere Drücke im turbulenten Strömungsbereich. Das Wassermanometer verfügt über ein Luftventil und eine Handpumpe. Die Handpumpe passt bei Bedarf den Messwert des Wassermanometers an. Ein Präzisionsnadelventil hinter dem Testrohr steuert die Durchflussrate genau.
Um Experimente durchzuführen, stellen die Schüler das Gerät auf die hydraulische Bank und montieren den Ausgleichsbehälter (im Lieferumfang enthalten). Für Experimente mit geringer Durchflussrate versorgt der Ausgleichsbehälter das Testrohr. Für Experimente mit höheren Durchflussraten versorgt die hydraulische Bank das Testrohr direkt. Die Schüler stellen die Durchflussrate ein und messen sie, indem sie die Wassermenge in einem Messgefäß (im Lieferumfang enthalten) zeitlich festlegen.
Die Schüler messen die Temperatur an einem Thermometer (im Lieferumfang enthalten) und die Förderhöhe am Manometer oder Druckmesser. Anschließend erstellen sie anhand der Ergebnisse Diagramme, die den Vergleich der tatsächlichen Ergebnisse mit der Theorie erleichtern.
LERNERFOLGE
Untersuchung des Reibungsverlusts in einem Rohr, einschließlich:
• Untersuchungen laminarer und turbulenter Strömungen
• Demonstration und Messung einer Änderung der Widerstandsgesetze (Reibungsfaktor) von laminarer zu turbulenter Strömung
• Finden der kritischen Reynolds-Zahl
• Überprüfung der Poiseuille-Gleichung und des Viskositätskoeffizienten für Wasser im laminaren Strömungsbereich
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