Principiu

Efectul Doppler ultrasonic este utilizat pentru a studia legile lichidelor care curg în mod stabil și laminar într-un circuit de tuburi, legi care stau la baza multor aplicații tehnice. Experimentul se concentrează în special pe relația dintre viteza de curgere și aria secțiunii transversale a tubului (condiția de continuitate), precum și pe relația dintre rezistența la curgere și diametrul tubului (legea Hagen–Poiseuille). Dacă geometria este cunoscută, ambele relații pot fi utilizate pentru a determina vâscozitatea dinamică sau fluiditatea.

Sarcini

• Determinați deplasarea Doppler medie și maximă pentru diferite viteze și diametre.

• Calculați viteza medie de curgere conform legii Doppler, precum și debitele pe baza secțiunii transversale cunoscute a tubului și a ecuației de continuitate.

• Măsurați căderea de presiune pentru diferitele viteze de curgere și diametre ale tuburilor folosind tuburile verticale.

• Calculați rezistența la curgere conform legii lui Ohm pe baza căderii de presiune și a debitului. Examinați dependența rezistenței la curgere de diametrul tubului (legea Hagen–Poiseuille).

• Calculați vâscozitatea dinamică pe baza legii Hagen–Poiseuille și a geometriei cunoscute.

• Calculați numărul Reynolds pentru diferite diametre ale tuburilor pe baza vitezelor de curgere și formulați concluzii privind tipul curgerii în fiecare tub.

Obiective didactice

• Efectul Doppler ultrasonic

• Curgere staționară, laminară și turbulentă

• Ecuația de continuitate

• Ecuația lui Bernoulli

• Legea Hagen–Poiseuille

• Viteza de curgere și rezistența la curgere (statică și dinamică)

• Presiune, scale de presiune

• Vâscozitate și fluiditate

• Măsurători ultrasonice ale debitului