2020-01-14
119
Работа выполняется на устройстве № 5 (изображение а рисунка введения).
1. Установить устройство на стол так, чтобы водослив с широким порогом оказался вверху, и подождать, пока жидкость перетечёт в нижний бак.
2. Перевернуть устройство в вертикальной плоскости.
3. Наблюдать картину течения жидкости через водослив с широким порогом, наклоняя устройство то влево, то вправо.
4. Повторить операции по п.п. 1,2 и замерить геометрический напор Н (см. рис. 2.1) и время t изменения уровня в баке со шкалой на произвольно выбранную величину S.
5. Замерить высоту Р и толщину δ водослива; размеры горизонтального сечения бака А, В и ширина водослива b указаны на корпусе устройства.
6. Результаты измерений занести в табл. 2.1, сделать вычисления и сравнить опытное и расчётное значения коэффициента расхода.
7. Повторить наблюдения за истечением через водослив с широким порогом, в ходе которого снять отметки поверхности (глубины) воды вдоль водослива и занести их в табл. 2.2.
8. По результатам замеров изобразить в масштабе водослив с широким порогом и кривую свободной поверхности с нанесением линии критических глубин, сравнить её с кривыми на рис. 2.1.
Таблица 2.1
| № п/п | 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/с | Q=ABS/t | |
| 7 | Критическая глубина, см | 
| |
| 8 | Скорость потока до водослива, см/с | V=Q/(B(H+P)) | |
| 9 | Полный напор, см | 
| |
| 10 | Коэффициент расхода опытный | 
| |
| 11 | Коэффициент расхода расчётный | 
|
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 2.2
| № сечения | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Отметка, см |
РАБОТА 3. ИЗУЧЕНИЕ ВОДОСЛИВА ПРАКТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
Цель работы. Изучение картины протекания воды через водослив практического профиля, экспериментальное определение коэффициента расхода и сравнение его со справочным.
Общие сведения
Водосливы, отличные от водосливов с тонкой стенкой и с широким порогом, называются водосливами практического профиля. Толщина их стенки обычно лежит в пределах δ =(0.5…2) Н.
Водосливы практического профиля могут быть с полигональным (прямоугольным, трапецеидальным) и криволинейным (безвакуумные, вакуумные) очертаниями. Водосливы полигонального очертания применяются как водопропускные сооружения при малых расходах воды и как гасители энергии. Водосливы криволинейного очертания служат водосливными плотинами в гидроузлах.
Безвакуумные водосливы (рис. 3.1) имеют вертикальную (верховую) напорную грань, а сливная (низовая) грань очерчена по форме нижней поверхности струи, переливающейся через неподтопленный водослив с тонкой стенкой. Очертание такого водослива строится по опытным данным Кригера – Офицерова и обеспечивает его плавное обтекание и атмосферное давление под струёй. Коэффициент расхода такого водослива m =0.48…0.51, что существенно больше, чем для водослива с тонкой стенкой и с широким порогом.
Если сливная поверхность срезана (на рис. 3.1 показана пунктиром), то под струёй устанавливается давление ниже атмосферного, а водослив называется вакуумным и коэффициент расхода увеличивается до m =0.54…0.57.
Условия подтопления водосливов практического профиля те же, что и для водосливов с тонкой стенкой.
      |
Рис. 3.1. Водослив практического профиля
