Введение

Методические указания к выполнению лабораторных работ способствуют более полному усвоению теоретического курса по данному разделу, пониманию процессов прохождения потоков в открытых руслах (реки, ручьи, каналы, трубы). На лабораторных работах студенты учатся самостоятельно работать с различными измерительными приборами, обрабатывать данные проводимых, измерений и исследований конкретных водных объектов, учатся проводить гидравлические эксперименты, выполнять гидравлические работы и обрабатывать экспериментальные данные, делать выводы.

Для лучшего усвоения материала рекомендуется использовать следующую литературу:[1-6].

Перед выполнением работы следует познакомиться с целью работы, краткими теоретическими сведениями, заготовить таблицы для занесения лабораторных результатов, изучить последовательность выполнения работы.

После выполнения работы, занесения результатов в таблицы, следует рассчитать гидравлические параметры и добавить их в таблицы.

Анализируя полученные параметры и отвечая на контрольные вопросы, следует сделать вывод и сдать преподавателю выполненную работу.

Работа №1

Измерение скорости воды

1. Изменение скорости воды в гидравлическом лотке с помощью

гидрометрической вертушки

Цель работы

1) изучение устройства гидрометрической вертушки; 2) знакомство с методикой измерения скорости U; 3) измерение поверхностной скорости U_пов с помощью поплавков; 4) определение переходного коэффициента К от поверхностной U_пов к средней скорости V по потоку.

Краткие теоретические сведения

У стройство (рис. 1) и принцип работы гидрометрической вертушки

Рис. 1. Устройство вертушки:

1. - горизонтальная ось с лопастным винтом ходовой части;

2. - клеммы;

3. - отверстия в корпусе для мерной штанги;

4. - зажимные венты;

5. - хвостовое оперение

В тело вертушки вмонтирован контактный механизм, служащий для регистрации числа оборотов вертушки.

Все вертушки подвергаются тарировке. Существует определенная зависимость между скоростью движения воды в открытом русле и числом оборотов вертушки в одну секунду, выражаемая формулой

(1)

где U - местная осредненная скорость, м/с;

U₀ - начальная скорость вращения вертушка;

h - глубина по вертикали лотка, м;

K - коэффициент, зависящий от шага лопастного винта и его формы.

K - коэффициент численно равен тангенсу угла наклона тарировочной кривой к горизонтальной оси (рис. 2).

U ,

м/с

U₀

h, м

Рис. 2. Тарировочная кривая вертушки

Исходя из тарировочной кривой для данной вертушки составляется тарировочная таблица (табл. 1), содержащая значения скоростей движения жидкости в открытом потоке м/с, соответствующих значению h по тарировочной кривой для данной вертушки.

При вращении лопастного винта через 20 оборотов винта замыкается контактное устройство и через клеммы на вертушке (см. рис.1) по присоединенным проводам передается сигнал (световой или звуковой) на принимающие устройство. Производя 3-5 замеров в данной точке потока, рассчитываем среднее значение числа оборотов за секунду, используя кривую (рис. 2) и тарировочную таблицу (табл. 1), прикладываемую к каждой конкретной вертушке.

Таблица 1

Результат измерений и вычислений скорости воды

в канале с помощью гидрометрической вертушки

Наименование измеренных и вычисленных значений параметров	Обозначения, формулы, размерность	Результаты опытов и вычислений
Скорость на вертикали Глубина по вертикали Глубина от поверхности воды Отсчет по штанге Время по секундомеру: 1-го приема 2-го приема 3-го приема 4-го приема 5-го приема Число оборотов за прием Число приемов за опыт Число оборотов за опыт Время за опыт Число оборотов за секунду Скорость	U, м/с h, см 0,6h, см (h-0,6h), см t1, с t2, с t3, с t4, с t5, с 20 об. m N=20m, об. t, с , об./с U (по табл. м/с)