3. Определить значения коэффициента расхода по эмпирическим формулам Базена mБ (38) и Ребока mР (39).

Расчётные величины занести в табл. 12.

10. Что является геометрическим напором для водослива с тонкой стенкой в лабораторной работе?

4.2. Исследование свободного истечения воды через водослив с широким порогом

Цель работы:

1.Определить опытное значение коэффициента расхода для водослива с широким порогом и сравнить его с теоретическим.

2.Определить глубину на пороге водослива при свободном истечении и сравнить полученное значение с рекомендуемыми.

3.Продемонстрировать формирование подтопления водослива с широким порогом.

4.Продемонстрировать формирование отогнанного гидравлического прыжка в нижнем бьефе водослива с широким порогом.И

59

Приборы и инструменты:

- стационарная установка лаборатории «Гидравлика и инженерная гидрология», предназначенная для исследования движения жидкости в открытых руслах;

- шпиценмасштаб; - секундомер.

СШп ценмасштаб – это прибор, предназначенный для измерения отметок свободной поверхности воды, а также твёрдых поверхностей дна лотка порога водослива. Шпиценмасштаб вмонтирован в тележку, которая свободно передвигается по металлическому каркасу лотка.

Описание стационарной установки (см. рис. 29) для проведения

лабораторных сследований приведено в п. 4.1.

Фрагмент установки со шпиценмасштабом и водосливом с широким порогом представлен на рис. 32.

Ш р на водосл ва (прямоугольного лотка) b = 21 см, толщина

Рис. 32. Фрагмент истечения через водослив с широким порогом

60

Упрощённая схема водослива с широким порогом представлена на рис. 33, где ВБ – верхний бьеф; НБ – нижний бьеф; h – глубина на пороге водослива; hб – бытовая глубина, которая устанавливается в нижнем бьефе сооружения; P – высота водослива; 1, 2, 3, 4 – отметки поверхностей в ВБ и на пороге водослива.

СГеометрический напор, который формируется перед водосливом H можно определить как расстояние по высоте от порога водослива до свободной установ вшейся поверхности в верхнем бьефе.

иПорядок выполнения работы:

1. Включ ть насосную установку, наполнить систему (напорный бак лоток) водой, дождаться создания установившегося движения в потоке ж дкости.

б А Д Рис. 33. Схема истечения через водослив сИшироким порогом

2. С помощью шпиценмасштаба измерить отметки:

1 – на свободной установившейся поверхности в ВБ;

2 – на дне лотка в ВБ;

3 – на свободной установившейся поверхности воды на пороге водослива;

4– на пороге водослива.

3.Секундомером определить время t наполнения мерного бака. Опытные данные занести в табл. 13.

4.Продемонстрировать формирование подтопления водослива с

61

широким порогом.

5. Продемонстрировать формирование отогнанного гидравлического прыжка в НБ водослива с широким порогом (рис. 34).

где m – коэффициент расхода водослива; b – ширина водосливной стенки; g – ускорение свободного падения; H0 – полный напор на пороге водослива.

62

Полный напор на пороге водослива учитывает скорость на подходе к водосливной стенке и определяется по формуле

где α– коэффициент Кориолиса, учитывающий неравномерность распределения скорости по живому сечению (для дорожно-мостового строительства α = 1,1); V0 – скорость на подходе к водосливу с широким порогом.

7. Определить рекомендуемоеДзначение коэффициента расхода mрек по прил. 4.

8. Определить глубину воды на пороге водослива как разность

63

10. Проанализировать полученные значения коэффициентов и сделать вывод об их соответствии.

11. Проанал з ровать полученные значения глубин на пороге

10. В каких условиях за водосливом формируется отогнанный гидравлический прыжок?

64