1.1 Цель работы

Ознакомление с основными измерительными приборами, используемыми во время проведения лабораторных работ, а также овладение методикой моделирования используемых гидравлических процессов, рассматриваемых на лабораторных занятиях.

-5-

1.2 Используемые измерительные приборы и установки.

Шпиценмасштаб, микровертушка, линейка. Используемые модели:

-водосливной плотины;

-быстротока и перепада;

-гасителей энергии (водобойная стенка и шашки в шахматном порядке).

1.3 Общие сведения

Уровни воды, глубины и отметки определяют шпиценмасштабами; расходы Q - с помощью треугольного мерного водослива, используя тарировочные кривые:

Q=1,336∙Н^2.48, м³/с (1.1.)

где: Н- напор над гребнем водослива, м.

Расстояния для характерных створов, вертикалей моделей измеряют мерными линейками или линейками. Скорости потока на модели замеряют микровертушкой с выводом сигнала на частотометр, вычисляя при известном тарировочном коэффициенте , по формуле:

, cм/с (1.2.)

где: n - показания частотомера. До проведения лабораторных работ должны быть протарированы все измерительные приборы.

Перед моделированием оценивают степень влияния внешних факторов на исследуемый процесс. Гидравлические режимы работы принимают установившимися во времени. Для таких задач определяющими силами являются гравитационные силы тяжести, а основным критерием подобия натуральных модельных условий- число Фруда . Основные условия моделирования в этом случае – выполнение условий /3/:

и > (1.3)

где: Re_м и Re_гр - соответственно, число Рейнольдса для моделирования и граничное её значение.

-6-

Первая часть условия (1.3) означает, что числа Фруда на модели и в натуре должны быть равными, вторая - наступление автомодельности рассматриваемых явлений по числу Рейнольдса (автомодельность – это отсутствие существенного влияния того или иного фактора на процесс независимо от масштаба модели). Числа Фруда и Рейнольдса определяются по формулам:

, (1.4)

_, (1.5)

(1.6)

где: , - соответственно скорость и глубина потока;

- коэффициент кинематической вязкости воды;

R, K, cоответственно, гидравлический радиус живого сечения, коэффициенты шероховатости и гидравлического сопротивления модельного русла. Коэффициент гидравлического сопротивления вычисляют по формуле А.Д. Альтшуля /4/:

(1.7)

Таким образом, моделирование проводят по закону гравитационного подобия Фруда при масштабе 1: , с учетом автомодельности рассматриваемых явлений по числу Рейнольдса ( -масштаб моделирования для линейных размеров). Для пересчета параметров потока с модели на натуру используют следующие зависимости /2/:

- линейные размеры , (1.8)

- площади , (1.9)

- скорости , (1.10)

- расходы , (1.11)

- давления , (1.12)

-7-

где: индексы «н» и «м» - соответственно, обозначают параметры натуры и модели.