Изучение водослива с широким порогом




Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

Профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»

 

Лабораторная работа №12

 

на тему «ИЗУЧЕНИЕ ВОДОСЛИВА С ТОНКОЙ СТЕНКОЙ, ШИРОКИМ ПОРОГОМ И ПРАКТИЧКЕСКОГО ПРОФИЛЯ»

 

По дисциплине «Гидравлика»

 

Выполнил

ст.гр. БВТ-14-01

Коновалов М. А.

 

Проверил

Лапшакова И.В.

 

Уфа-2016

Цель работы. Изучение картины протекания жидкости через водослив с тонкой стенкой, экспериментальное определение коэффициента расхода и сравнение его с расчетными данными.

 

1. Общие сведения

 

 
 

Водослив – преграда, через которую переливается вода. Различают водосливы с тонкой стенкой, широким порогом и практического профиля. Водослив с тонкой стенкой (рисунок 2) обычно служит для измерения расходов и стабилизации уровня жидкости в резервуарах. Стенка называется тонкой, если струя касается только её входной кромки. Такой характер течения наблюдается, если толщина стенки δ<0,67Н, либо она имеет острую входную кромку (см. водослив 8 на рисунке 1).

Часть потока перед водосливом называется верхним бьефом, а за ним – нижним бьефом. Верхняя кромка водослива именуется гребнем, а наибольшее превышение уровня воды в верхнем бъефе над гребнем – геометрическим капором Н. Он обычно фиксируется перед водосливом на расстоянии приблизительно от гребня. Глубина воды в нижнем бъефе называется бытовой глубиной hб.

Если изменение уровня воды в нижнем бъефе не влияет на величину напора Н, водослив называется неподтопленным (при этом свободная поверхность воды показана на рисунке 2 сплошной линией), и если увеличение hб вызывает повышение уровня в верхнем бъефе – водослив называют подтопленным, а свободная поверхность занимает положение, показанное пунктиром. Условие подтопления имеет вид

 

hб>Р,

<()к≈0,75,

 

Рисунок 2 – Схема водослива с тонкой стенкой

 

где Z – геометрический перепад уровней на водосливе, т.е. превышение уровня в верхнем бъефе над уровнем в нижнем бъефе;

 
 

Р – высота водослива.

Превышение уровня в нижнем бъефе над гребнем водослива называется глубиной подтопления h n.

Расход воды через неподтопленные водосливы любого типа определяется по общей формуле:

,

где Q – расход;

b – ширина водослива;

g – ускорение свободного падения;

m – коэффициент расхода, зависящий от типа и геометрии водослива;

Но – полный напор на водосливе

,

где α – коэффициент Кориолиса (корректив кинетической энергии);

υ= – скорость потока в верхнем бъефе (на подходе).

При Н<0,5Р скоростным напором можно пренебречь и считать Н0.

 

В инженерных расчетах коэффициент расхода m для неподтопленного водослива с тонкой стенкой без бокового сжатия определяют по формуле

 

.

 

Для подтопленного водослива любого типа расход определяется формулой

 

,

 

σn<1 – коэффициент подтопления и вычисляется по эмпирическим (полученным из опыта) формулам.

 

Таблица 1 – Результаты измерений

Наименование величин Обозначение, формулы Значения величин
1 Высота водослива, см Р  
2 Геометрический напор, см Н  
3 Изменение уровня воды в баке, см S  
4 Время наблюдения за уровнем, с t  
5 Расход воды, см3 Q=  
6 Скорость потока до водослива, см/с υ=  
7 Полный напор, см  
8 Коэффициент расхода опытный, m  
9 Коэффициент расхода справочный  
Примечание – Размеры сечения бака А = см, В = см; ширина водослива b = см; коэффициент Кориолиса α =1,1; ускорение свободного падения g =981 см/с2

 

 

Изучение водослива с широким порогом

Цель работы. Изучение картины протекания воды через водосливы с широким порогом, определение коэффициента расхода, построение кривой свободной поверхности и сравнение результатов опыта со справочной информацией.

На рисунке 3, г изображена схема подтопленного водослива. Условие подтопления обычно записывают в виде hn > 0, 8H.

Расход воды через неподтопленный водослив любого типа определяется формулой

,

где m – коэффициент расхода;

b – ширина водослива (лотка);

g – ускорение свободного падения;

Н0 – полный напор перед водосливом.

 

В инженерной практике коэффициент расхода водослива с широким порогом определяется по формуле Смыслова

.

 

 

Критическая глубина вычисляется по формуле

.

 

Рисунок 3 – Водосливы с широким порогом

 

 

Таблица 2.1 – Результаты измерений

Наименование величин Обозначение, формулы Значения величин
1 Высота водослива, см Р  
2 Толщина водослива, см δ  
3 Геометрический напор, см Н  
4 Изменение уровня воды в баке, см S  
5 Время наблюдения за уровнем, с t  
6 Расход воды, см3 Q=  
7 Критическая глубина, см  
8 Скорость потока до водослива, см/с υ=  
9 Полный напор, см  
11 Коэффициент расхода опытный, m  
12 Коэффициент расхода расчетный  
Примечание – Размеры сечения бака А = см, В = см; ширина водослива b = см; коэффициент Кориолиса α=1,1; ускорение свободного падения g =981 см/с2

 

 

Таблица 3 – Глубины кривой свободной поверхности

№ сечения          
Глубина, См          

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-07-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: