i need some help in fluid mechanics lab report with CFD
moadjalsaljhc8
Untitled.pdf
L ea
rn in
g ou
tc om
es :
1. T
o co
m m
un ic
at e
te ch
ni ca
l i nf
or m
at io
n us
in g
w ri
tt en
a nd
gr
ap hi
ca l t
ec hn
iq ue
s. 2.
T o
an al
ys e
th e
re su
lt s
an d
di sc
us s
ap pr
op ri
at el
y 3.
T o
be a
bl e
to c
ri ti
ca lly
a ss
es s
th e
ex pe
ri m
en t.
4. T
o co
m pa
re t
he r
es ul
ts w
it h
nu m
er ic
al (
or a
na ly
ti ca
l r es
ul ts
).
T hi
s w
ri tt
en r
ep or
t is
w or
th 3
0% o
f th
e m
od ul
e (o
r 10
0% o
f th
e la
b co
m po
ne nt
).
K B
50 05
: A ss
ig nm
en t
M o
h am
m ad
.R ah
m at
i@ n
o rt
h u
m b
ri a.
ac .u
k R
o o
m :W
J3 02
Ite m
M
ar k
1 S
ho rt
in tr
od uc
tio n
an d
ai m
s an
d ov
er al
l p re
se nt
at io
n
10
2 N
um er
ic al
m et
ho d
(C F
D )
an d
re su
lts
50
3 E
xp er
im en
ta l R
es ul
ts : T
ab le
s an
d G
ra ph
s 20
4 C
om pa
ris on
s an
d D
is cu
ss io
ns
20
To ta
l 1 00
( 3
0% o
f t he
to ta
l m od
ul e)
U se
t h
e ch
ar t
b el
o w
t o
w ri
te yo
u r
la b
. I t
m ea
n s
th at
y o
u n
ee d
t o
e xp
la in
a ll
th e
p ar
ts b
el o
w f
o r
yo u
r ca
se (
i.e . t
h e
p ip
e o
r th
e ae
ro fo
il ).
U se
t h
e ex
p er
im en
ta l a
n d
a n
al yt
ic al
re su
lt s
in t
h e
la st
s ec
ti o
n f
o r
va lid
at io
n s
(s ec
ti o
n 5
: A
n al
ys e)
.
L ab
1 :
P ic
tu re
o f
th e
C o
m p
re ss
ib le
F lo
w U
n it
.
𝑹𝒆 =
𝑽𝑫 𝒗 (m
o d
el )
𝑹𝒆 =
𝑽𝑫 𝒗 (e
xp er
im en
t)
I h av
e as
ke d
y o
u t
o c
o m
p ar
e th
e re
su lt
s fo
r th
e la
rg er
p ip
e. T
h e
d im
et er
o f
p ip
e in
C F
D is
t w
ic e
o f
th e
o n
e yo
u u
se in
t h
e ex
p er
im en
t (
th e
la rg
er
p ip
e) . S
o in
le t
ve lo
ci ty
f o
r th
e p
ip e
fo r
yo u
r C
F D
ca lc
u la
ti o
n s
w ill
b e
h al
f o
f th
e o
n e
yo u
u se
f o
r yo
u r
ex p
er im
en t.
T h
e p
re ss
u re
d ro
p w
ill b
e m
u ch
le
ss b
u t
f w
ill b
e co
m p
ar ab
le .
U se
t h
e fo
rm u
la b
el o
w t
o c
al cu
la te
, f ri
ct io
n , f
D is
th
e sa
m e
as f
:
L =
1m
0. 010.
1 1E +
03 1E
+ 04
1E +
05 1E
+ 06
1E +
07 1E
+ 08
R
friction factor
la m
in ar
0. 05
0. 04
0. 03
0. 02
0. 01
5
0. 01
0. 00
8 0.
00 6
0. 00
4
0. 00
2
0. 00
1 0.
00 08
0. 00
04
0. 00
02
0. 00
01 0.
00 00
5 sm
oo th
f DH
E ac
h cu
rv e
on e
ge om
et ry
C ap
ill ar
y tu
be o
r 24
f t d
ia m
et er
tu nn
el W
he re
is te
m pe
ra tu
re ?
C om
pa re
w ith
r ea
l d at
a! W
he re
is “
cr iti
ca l v
el oc
ity ”?
W he
re d
o yo
u sp
ec if
y th
e fl
ui d?
A t h
ig h
R ey
no ld
s nu
m be
r cu
rv es
a re
f la
t. F
ric tio
na l L
os se
s in
S tr
ai gh
t P ip
es
R V D
64 64
f
U
P
¸¸ ¹·
¨¨ ©§ �
�
f
D
f R
e
5 1
. 2
7. 3
lo g
2 1
H
𝑽 =
𝑸 𝑨 = 𝟎.
𝟎 𝝅 𝟒
.𝟎 𝟐 = 𝟏. 𝟓𝟗
𝒎 𝒔
𝑽𝑫 𝒗 =
𝟏. 𝟓𝟗
𝟎. 𝟐
𝟏𝟎 −𝟔
= 3.
18 *
10 5
𝜺 𝑫 =
𝟎′ 𝟎𝟎 𝟎𝟏 𝟐
𝟎. 𝟐
= 0.
00 06
S o
, R e=
3. 18
* 10
5
f= 0.
01 9
𝒉𝒇 = 𝒇(
𝑳 𝑫) (𝑽 𝟐 𝟐𝒈 )=
12 .2
m
Fr ic
ti on
F ac
to r
vs . R
ey no
ld s
0 0. 00
5 0. 01
0. 01
5 0. 02
0. 02
5 0. 03
0. 03
5 0. 04
0. 04
5
0 25
00 0 50
00 0 75
00 0 1E +0 5
1E +0 5
2E +0 5
2E +0 5
Re
f 34
m m
24 m m
16 m m
M y
ex p
er im
en ta
l d at
a, o
n ly
f o
r co
m p
ar is
o n
1) In
le t n
oz zl
e ar
ea =
0 .0
00 90
78 m
2 fo
r 34
m m
pi pe
, t he
d ia
m et
er o
f t he
n oz
zl e
is t
he s
am e
as th
e pi
pe fo
r th
e ot
he r
tw o
pi pe
s, t
he d
ia m
et er
o f t
he
no zz
le is
g re
at er
w hi
ch le
ad s
to v
ot ic
ity
2) E
nt ra
nc e
le ng
th
3) C
om pr
es si
bi lit
y: f
lo w
is n
ot
in co
m pr
es si
bl e
as th
e pr
es su
re d
ro p
is
si gn
ifi ca
nt ,
in p
ar tic
ul ar
f or
th e
ot he
r tw
o pi
pe s.
4- F
or C
F D
ca lc
ul at
io ns
, w
e as
su m
ed th
e in
le t
flo w
is u
ni fo
rm b
ut it
c ou
ld b
e no
n un
ifo rm
in th
e ex
pe rim
en t.
S o
m e
re as
o n
s fo
r d
is cr
ep an
ci es
, y o
u c
an
co m
e u
p w
it h
m o
re r
ea so
n s!
Fr ict
io n
Fa ct
or vs
. R ey
no ld
s ( 34
m m
)
0 0. 00
5 0. 01
0. 01
5 0. 02
0. 02
5 0. 03
0. 03
5 0. 04
0. 04
5
0 25
00 0
50 00
0 75
00 0
10 00
00 12
50 00
Re
f Ex pe ri m en t
CF D
An al yt ic al
N o
t re
al C
F D
an d
e xp
er im
en ta
l d at
a h
er e!
S o
y o
u r
re su
lt s
w ill
b e
d if
fe re
n t
th an
t h
e o
n e
sh o
w n
h er
e. If
y o
u h
av e
d o
n e
th e
C F
D fo
r a
si n
g le
p o
in t,
y o
u m
ay a
g ai
n e
st im
at e
in le
t ve
lo ci
ty f
o r
a fe
w m
o re
c as
es t
o h
av e
fe w
m o
re
p o
in ts
t o
c o
m p
ar e.
L ab
2 :
F lo
w o
ve r
an a
ir fo
il
Th e
A F1
0 A
ir flo
w B
en ch
𝑹𝒆 =
𝑽𝒄 𝒗 (m
o d
el )
𝑹𝒆 =
𝑽𝒄 𝒗 (e
xp er
im en
t)
c is
c h
o rd
. T h
e R
e ar
e th
e sa
m e
fo r
C F
D an
d e
xp er
im en
t.
S o
, t h
e ve
lo ci
ty f
o r
th e
C F
D w
ill b
e 0.
06 3
ti m
es t
h e
ve lo
ci ty
o f
th e
ex p
er im
en t
( 0.
06 3m
is t
h e
co rd
o f
th e
ae ro
fo il
in
ex p
er im
en t)
Fo r ea ch
an gl e,
us e P ef f to
fin d th e co rr ec t fre e st re am
ve lo ci ty
w ith
th e
eq ua tio n:
𝑉 ∞ =
2× 9.8
06 65 × 𝑃 𝑎
𝑖𝑟 𝑏𝑜
𝑥− 𝑃 𝑒
𝑓𝑓 𝜌
(3 )
Fo r ea ch
ta pp in g po in t on
th e ae ro fo il, fin d th e pr es su re
co ef fic ie nt
w ith
th e
eq ua tio n:
𝐶 𝑃 =
𝑃 𝑒 𝑓𝑓
−𝑃 𝑛 ×9
.8 06 65
1 2𝜌 𝑉 ∞
2 (4 )
N o
te d
en si
ty o
f ai
r sh
o u
ld b
e u
se d
h er
e.
It s
h o
u ld
b e
1. 2
fo r
ai r.
If y
o u
h av
e u
se d
1 00
0 (f
o r
w at
er )
ju st
ch
an g
e it
t o
1 .2
a n
d r
ec al
cu la
te C
p an
d V
U se
M ac
ro in
C F
X to
c al
cu la
te C
p . U
se t
h e
va lu
es b
el o
w .
Y o
u w
ill h
av e
ch ar
t si
m ila
r to
t h
is . P
re ss
e xp
o rt
a n
d s
av e
th e
d at
a an
d s
av e
it in
* .d
at fo
rm at
. Y o
u c
an o
p en
it in
E xc
el .
If y
o u
a re
in te
re st
ed y
o u
c an
g et
m o
re in
fo rm
at io
n a
b o
u t
N A
C A
ae ro
fo il
fr o
m h
er e.
h
tt p
:/ /a
ir fo
ilt o
o ls
.c o
m /a
ir fo
il/ n
ac a4
d ig
it
C o
m p
ar e
w it
h y
o u
r ex
p er
im en
ta l d
at a
!
N o
te :
Y o
u d
o n
o t
n ee
d t
o c
al cu
la te
li ft
a n
d d
ra g
in y
o u
r re
p o
rt .
