2

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра природообустройства,

строительства и гидравлики

Опд.Ф.03.01. Гидравлика Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по гидродинамике открытых потоков

Направление подготовки дипломированного специалиста

270100 Строительство

УФА 2010

УДК 378.147: 532

ББК 74. 58: 30.128

М 54

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства для студентов специальности 280402 Природоохранное обустройство территорий (протокол № 4 от 28 января 2010 г.)

Составитель: профессор Алмаев Р.А.

Рецензент: доцент

Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой природообустройства,

строительства и гидравлики к.с.-х.н., доцент Мустафин Р.Ф.

г. Уфа, кафедра природообустройства, строительства и гидравлики

Лабораторная работа по теме: «Изучение равномерного движения жидкости в открытых каналах»

1 Общие сведения

Равномерное движение характеризуется неизменной по длине средней скоростью, определенной эпюрой скоростей и глубиной потока. В безнапорном равномерном движущемся потоке линия свободной поверхности параллельна линии дна, т.е. гидравлический и пьезометрический уклоны равны уклону дна. Равномерное движение имеет место в искусственных призматических каналах, а также в естественных водопотоках на участках с неизменными формой и размерами живого сечения, уклоном дна и шероховатостью стенок. Основные характеристики равномерного движения (средняя скорость, глубина потока) могут быть найдены расчетом с использованием формулы Шези и опытным путем.

2 Цель работы

1) Найти опытным путем гидравлические характеристики потока при равномерном движении воды в лотке;

2) Сравнить опытные данные с результатами расчета по формуле Шези.

3 Описание опытной установки

Схема опытной установки приведена на рисунке 1. Установка состоит из напорного резервуара, горизонтального остекленного лотка прямоугольного сечения и сливной емкости. Для измерения отметок дна и уровней воды в лотке служит измерительное устройство (шпитценмасштаб). Вдоль лотка в верхней его части установлена рейка с делениями, по которой определяют горизонтальные координаты рассматриваемых живых сечений потока. Для определения осредненных скоростей в точках живого сечения в измерительном створе смонтирована гидрометрическая трубка с возможностью перемещения по вертикали.

Для определения расхода воды, поступающей в лоток, служит водослив треугольной формы с тонкой вертикальной стенкой. Напор на измерительном водосливе определяют с помощью пьезометра с игольчатым уровнемером. В конце лотка смонтирован плоский затвор для регулирования уровня воды в лотке.

4 Порядок проведения опыта

1) Для подачи воды на установку открывают задвижку на подводящем напорном трубопроводе и заполняют напорный резервуар до необходимого уровня. Фиксируют по пьезометру отметку уровня воды в резервуаре;

2) С помощью затвора устанавливают в лотке заданную глубину потока;

3) По длине лотка намечают три створа. Для устранения влияния условий входа и выхода на режим движения потока первый и последний створы должны быть расположены на расстоянии не менее 1,5 м от начала и конца лотка;

4) В намеченных створах (сечениях) измеряют:

- отметки дна и уровней воды в лотке;

- скоростные напоры (гидрометрической трубкой) или осредненные скорости (микровертушкой) в различных точках живого сечения по вертикали.

Отметки точек определяют по зависимости = + y_i, где - отметка дна;

y_i = 0,05h; 0,2h; 0,6h; 0,8h; 0,95h (здесь h – глубина потока).

Данные измерений заносят в таблицы 1, 2 и производят необходимые вычисления.

Таблица 1 Определение расхода

, м	, м	Н, м	Q, м3/с

Таблица 2 Опытное определение глубины потока и распределения скоростей по живому сечению

№ раствора

Данные к определению глубины

Данные к определению скорости в точках

hоп

1

2

3

4

5

Н1

U1

Н2

U2

Н3

U3

Н4

U4

Н5

U5

1

2

3