2020-01-14
177
Работа выполняется на устройстве № 6 (изображение б рисунка введения).
1. Установить устройство на стол так, чтобы водосливы практического профиля находились вверху (изображение б рисунка введения) и подождать, пока вся жидкость перетечёт в нижний бак.
2. Перевернуть устройство в вертикальной плоскости.
3. Наблюдать картину течения воды через водосливы практического профиля с криволинейным 12 и с полигональным 13 очертаниями, а также процесс гашения кинетической энергии водосливом 13, играющим роль водобойной стенки.
4. Повторить действия по п. п. 1,2 и замерить геометрический напор Н (см. рис. 3.1) и время t изменения уровня в баке со шкалой на произвольно выбранную величину S.
5. Замерить высоту водослива P; размеры сечения бака А, Б и ширина водослива b указаны на корпусе устройства.
6. Результаты измерений занести в табл. 3.1, сделать вычисления и сравнить опытное и справочное значения коэффициентов расхода.
Таблица 3.1
| № п/п | 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/с | Q=ABS/t | |
| 6 | Скорость потока до водослива, см/с | V=Q/(B(H+P)) | |
| 7 | Полный напор, см | 
| |
| 8 | Коэффициент расхода опытный | 
| |
| 9 | Коэффициент расхода справочный | m* |
|
|
|
Примечание. Размеры сечения бака А = … см, В = … см; ширина водослива b = … см; коэффициент Кориолиса α = 1.1; ускорение свободного падения g = 981 см/с2.
РАБОТА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЫЖКА
Цель работы. Изучение картины гидравлического прыжка, определение его параметров и сравнение их с литературными данными.
Общие сведения
Гидравлический прыжок представляет собой часть потока, в пределах которой бурный поток переходит в спокойный. Этот переход сопровождается резким возрастанием глубины потока от величины hI, меньшей критической глубины hкр , до величины h11, большей критической. Глубины h1 и h11 называются соответственно первой и второй сопряжёнными глубинами. Гидравлический прыжок возникает после водосливных плотин, различных водомерных лотков и водосливов, дорожных труб и т.п.
На рис. 4.1 приведена схема гидравлического прыжка, возникающего при истечении жидкости из-под щита.
          |
Рис. 4.1. Виды гидравлических прыжков
В гидравлическом прыжке различают две зоны. В верхней зоне образуется аэрированный вращающийся водяной валец, а в нижней наблюдается поступательное движение воды.
В зависимости от положения начала прыжка относительно сжатого сечения струи различают отогнанный (от сжатого сечения) прыжок, прыжок в сжатом сечении и затопленный прыжок (см. рис. 4.1).
|
|
|
В инженерной практике для определения вида прыжка рассчитывается вторая сопряжённая глубина hс11 относительно глубины в сжатом сечении hc , т.е. глубина в Н.Б., при которой прыжок начинается в сжатом сечении, а hI = hc
|
|
, (4.1)
где Q – расход воды; b – ширина потока (лотка); g = 981 см/с2; hc – глубина в сжатом сечении.
Сравнение h11c c бытовой глубиной hб позволяет определить вид прыжка:
при h11c < hб – отогнанный (от сжатого сечения) прыжок;
при h11c = hб – прыжок в сжатом сечении;
при h11c > hб – затопленный прыжок.
