Измерение скоростей течения воды микровертушкой

В гидравлическом лотке

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: требуется измерить скорости течения микровертушкой в трех точках на пяти вертикалях и вычислить расход воды аналитическим способом.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Производится измерение скоростей течения микровертушкой на заранее размеченных в лотке вертикалях в трех точках по глубине каждой вертикали: 0,2h; 0,6h и 0,8h (где h – рабочая глубина). Для этого вертушка крепится к штанге на требуемой глубине и опускается в воду. Установив вертушку перпендикулярно гидрометрическому створу, одновременно включают счетно-импульсный механизм вертушки и секундомер. По истечении 60 с (время выдержки вертушки) измерения прекращают выключением счетчика импульсов. По индикаторному устройству определяется суммарное число оборотов лопастного винта. Данные работы вертушки записываются в журнал «Измерения на скоростных вертикалях» (табл. 2).

Таблица 2

2. Определяется скорость в точке. Делением суммы N лопастного винта на продолжительность Т наблюдений рассчитывается число оборотов п в одну секунду: п=N/ Т. Затем по найденному числу оборотов по градуировочной (тарировочной) зависимости находится соответствующая скорость течения. Результаты вычислений записываются в табл. 2.

3. Вычисляется расход воды аналитическим способом в следующей последовательности:

а) определяется площадь отсеков между скоростными вертикалями f_s посредством планирования частей поперечного профиля или аналитически. Результат вычисления записывается с точностью: при f_s < 10 м² – до 0,01 м²; при 10≤ f_s < 100 – до 0,1 м²; при f_s≥ 100 м² – до 1 м²;

б) вычисляется средняя скорость на вертикалях u_N по формуле:

(1)

где u_0,2h, u_0.6h и u_0.8h – соответственно значения измеренных скоростей в точках 0,2h, 0,6h и 0.8h каждой вертикали N;

Вычисленные значения скоростей течения округляются до 0,01 м/с.

в) средняя скорость u_S в отсеке между скоростными вертикалями вычисляется как полусумма полученных на них значений u_Ni и u_Nj: u_S =0,5(u_Ni + u_Nj).

Для прибрежных отсеков водного сечения (от уреза до первой скоростной вертикали и от последней вертикали до уреза воды) средняя скорость принимается равной средней скорости на ближайшей к берегу скоростной вертикали, умноженной на коэффициент k, значения которого берутся в зависимости от характера берега (при выполнении работы принимается значение k= 0,9);

г) частичные расходы ΔQ_S находят как произведение u_S×f_S, а полный расход Q – как сумму частичных расходов S ΔQ_S.

Расчетная формула для полного расхода через живое сечение имеет вид:

(2)

Вычисленные значения расходов воды округляются до 10 м³/с при Q≥ 1000м³/с, до трех значащих цифр при 10≤ Q ≤1000 м³/с, до 0,01 м³/с при 0,1≤ Q ≤10 м³/с, до 0,001 м³/с при Q_s <0.1 м³/с.

Результаты вычислений сводятся в табл. 3.

Таблица 3

Вычисление расхода воды

Лабораторная работа №4