объяснить ошибками измерений, а также связанными с принятым приближенным методом определения скоростей воздушного потока, колебаниями напряжения в электрической цепи вентиляторов и т. п. Поэтому студентам предлагается провести на графиках осредняющие

1.Построить эпюры местных скоростей на вертикалях и проанализировать изменение поля скоростей в заданных створах.

2.Определить расход потока в заданных створах.

3.Построить план криволинейного участка русла с эпюрами средних продольных скоростей и проанализировать изменение поля скоростей на заданном участке.

19

Приборы и инструменты:

– стационарная установка лаборатории «Гидравлика и инженерная гидрология», предназначенная для исследования движения потока на криволинейном участке русла (рис. 6);

– микроманометр многодиапазонный с наклонной трубкой

С(ММН-2400);

– барометр;

– мерный щуп;

– мерная лента.

ризонтальном столе (см. рис.6). Сверху модель покрыта стеклом, на котором обозначены промерные створы. В каждом створе имеются 7 круглых отверст й в стекле, через которые производятся измерения

избежанМодель кр вол нейного участка русла реки расположена на го-

е подсасыван я воздуха через отверстия на работающей установке створы закрываются резиновыми пробочками.

скоростей воздушногоглубинпотока и на скоростных вертикалях. Во

А Д И

Рис. 6. Лабораторная установка для изучения движения потока на криволинейном участке русла

20

Перед проведением измерений на выбранной вертикали соответствующая пробочка вынимается. Для создания на модели потока воздуха установка оборудована вентилятором, работающим на всасывание (см. рис. 2).

Порядок выполнения работы:

1. Измерить мерной лентой расстояния l от уреза левого берега (УЛБ) до скоростных вертикалей в заданных створах.

2. Мерным щупом измерить глубины h на скоростных вертика-

поверхности стеклатаблна расстояниях, соответствующих: первая – 0,8h, вторая

лях в заданных створах.

– 0,6h, третья – 0,2h.

Результаты всехАзмерений заносятся в табл. 3.

4. Снять показания по арометру температуры и атмосферного давления воздуха и определить по . 1 плотность воздуха в .

5. При помощи мерной ленты зафиксировать положение всех створов на криволинейном участке русла, включая входной и венти-

1.По формуле (6) вычислитьДместную скорость движения воздушного потока в фиксированных точках: наИдне uдно, на середине скоростной вертикали uср и на поверхности воздушного потока uпов.

2.Вычислить средние скорости на скоростных вертикалях по формуле для трёхточечного замера

где u – средняя скорость на скоростной вертикали; uдно, uср, uпов – местные скорости соответственно на дне, на середине, на поверхности воздушного потока по вертикали.

21

3. Вычислить удельные расходы qна скоростных вертикалях:

Результаты вычислений заносятся в табл. 3.

4. Вычертить поперечный профиль заданного створа и построить эпюры местных скоростей на скоростных вертикалях, используя

Сданные табл. 3. Пример построения приведён на рис. 7.

При построении на миллиметровой бумаге достаточно использовать формат А4.

Рекомендуемые при построении масштабы: по горизонтали масштабиш р ны – МB 1:1, по вертикали масштаб глубины – Мh 1:1, масштаб местных скоростей (по горизонтали) – в 1 см 10 м/с.

бА

Рис. 7. Поперечный профиль створаД4 с эпюрами местных скоростей на скоростных вертикаляхИ

5. Проанализировать изменение поля скоростей в заданных створах и сделать вывод о распределении скорости потока в живом сечении.

6. Вычертить поперечный профиль заданного створа и построить эпюру средних скоростей и эпюру удельного расхода, используя данные табл. 3. Пример построения приведён на рис. 8.

23

Рекомендуемые при построении масштабы: по горизонтали масштаб ширины – МB 1:1, по вертикали масштаб глубины – Мh 1:1, масштаб средних скоростей (по вертикали) – в 1 см 1 м/с, масштаб удельного расхода (по вертикали) – в 1 см 0,1 м2/с.

При построении на миллиметровой бумаге необходимо использовать формат А3.

7. Определить расход Q в заданном створе двумя методами. Первый метод. Так как модель криволинейного участка русла за-

крыта стеклом, мощность вентилятора зафиксирована, то движение воздушного потока можно рассматривать как установившееся, и рас-

где Su – площадь эпюры средних скоростей (м2/с); B– ширина русла в заданном створе.

Второй метод (графический). Как известно, расход жидкости связан с ее погонным расходом (удельным расходом) следующим выражением:

где MQ – масштабный коэффициент расхода воздуха, определяющий величину расхода воздуха в каждой единице заштрихованной площади; Sq – площадь заштрихованной фигуры.

В качестве единицы площади берется площадь квадрата со стороной, равной линейной единице. Если в качестве этой единицы принять 1 см, то площадь квадрата равна 1 см2. Соответственно площадь заштрихованной фигуры Sq должна измеряться в см2. По вертикали в

каждом сантиметре площади Sq содержится Mq единиц удельного

25

расхода, а по горизонтали – MB линейных единиц, где Mq и MB –

масштабные коэффициенты соответственно удельного расхода и ширины. Отсюда в каждом квадратном сантиметре этой площади содержится расход воздуха, равный произведению этих масштабных коэффициентов:

В расчетах линейный масштабный коэффициент нужно привести в соответств е с масштабным коэффициентом удельного расхода.

построен я масшта ный коэффициент удельного расхода Mq = 0,2,

тогда л нейный масшта ный коэффициент MB = 0,02.

8. Вычертить план криволинейного участка русла и построить эпюры средних продольных скоростей (средних скоростей на скоростных вертикалях) во всех створах.

Пример построения приведён на рис. 9. Д И

Рис. 9. План криволинейного участка русла с эпюрами средних продольных скоростей в створах

26

При построении на миллиметровой бумаге достаточно использовать формат А4.

Рекомендуемые при построении масштабы: масштаб плана – М 1:10, масштаб средних скоростей – в 1 см 10 м/с.

27