اثر قطر لوله پرستون در دقت تخمين مقاومت هيدروليكي جريان در كانال هاي مستطيلي صاف

Effect of Preston Tube Diameter to Accurate Estimation of Flow Resistance in Smooth Rectangular Open Channel

در اين مقاله به بررسي اثر قطر لوله پرستون در تخمين تنش برشي جداره لايه مرزي تحت اثر گراديان فشار صفر پرداخته شده است. براي اين منظور از چهار لوله پرستون با قطرهاي خارجي 3/2 ، 3/9 ، 4/7، 6/3 ميلي­ متر كه متناظر با پارامتر نسبي قطر لوله پرستون به ضخامت لايه مرزي (Dp/$) معادل با 0/039، 0/047، 0/057 ، 0/076 مي‌باشد، استفاده شده است. اندازه‌گيري اختلاف فشار نقطه استاتيك و كل در لوله پرستون توسط ترانسديوسر فشار تفاضلي با دقت 0/2 درصد مقياس اصلي صورت گرفته است. نتايج حاصل از اندازه‌گيري تنشِ برشي در محدوده عدد رينولدز 104×6/4 الي104 ×39/87 با استفاده از معادله ­هاي واسنجي پتل و بچرت نشان دادند كه قطر لوله پرستون در تخمين تنشِ برشي تأثير به‌سزايي دارد و هر دو روش واسنجي پتل و بچرت به قطر لوله پرستون حساس مي‌باشند. حداكثر ميزان اختلاف در اندازه‌گيري تنشِ برشي به‌دست آمده از قطرهاي مختلف با استفاده از معادله‌هاي واسنجي پتل حدود 9 درصد مي‌باشد. اين درحالي است كه ميزان اختلاف مقادير نظير توسط معادله واسنجي بچرت تا حدود 14 درصد از خود افزايش نشان مي‌دهد. مقايسه نتايج حاصل از روش‌هاي واسنجي پتل و بچرت نشان داد كه به‌هنگام استفاده از قطر لوله پرستون معادل 3/9 ميلي­متر ميزان اختلاف نتايج اين دو روش از كمترين اختلاف ممكن برخوردارند.

In this paper, the effect of tube diameter (Dp) in measurement of shear stress (b) of the boundary layer wall was investigated under a zero pressure gradient. For this purpose, four different tubes with outside diameters of 3.2, 3.9, 4.7 and 6.3 mm were used which are corresponded to Dp/ of 0.039, 0.047, 0.057 and 0.076, respectively. Measurement of the pressure difference of static point and total in Preston tube was implemented using a differential pressure transducer with accuracy of 0.2 percent of the original scale. The results of the shear stress measurements around Reynolds numbers from 6.4 104 to 39.87 104 using Patel and Bechert calibration equations showed that the Preston tube diameter has a significant impact on the shear stress estimation and both equations are sensitive to the tube diameter. The maximum value of difference in the shear stress measurements b of different tubes using Patel calibration is about 9%, while the Bechert calibration gives a maximum difference of approximately 14%.Comparing results obtained from both Patel and Bechert calibration equations showed that variation in result of the two equations is minimum when the diameter Preston tube is 3.9 mm.