4_laba (1)

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал

Кафедра ГТС

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Гидромеханика

наименование дисциплины

Исследование совершенного гидравлического прыжка

Преподаватель А.А. Андрияс

подпись, дата

Студент СБ17-01 П.Д. Викулова

номер группы подпись, дата

С.А. Денк

подпись, дата

рп. Черемушки, 2019г

Цель работы: Усвоение теории гидравлического прыжка, приобретение навыков определения вида прыжка и расчёта его параметров.

Общие сведения

Гидравлическим прыжком называется форма резкоизменяющегося неравномерного движения жидкости, соответствующая переходу потока от бурного состояния к спокойному на сравнительно небольшой длине потока при скачкообразном увеличении глубины , меньшей, чем критическая глубина , до значения , большей, чем .

Рисунок 1 - Схема совершенного гидравлического прыжка

Ход работы

Коэффициент расхода водослива:

где – высота водосливной стенки со стороны верхнего бьефа.

1. Расход через неподтопленный прямоугольный водослив с тонкой стенкой без бокового сжатия:

где – ширина водослива по ребру; Н – геометрический напор (без учёта скорости подхода).

2. Средняя скорость в сечении до гидравлического прыжка:

3. Средняя скорость в сечении за гидравлическим прыжком:

4. Высота гидравлического прыжка:

5. Параметр кинетичности потока перед прыжком:

6. Параметр кинетичности потока за прыжком:

7. Вторая сопряжённая глубина:

8. Первая сопряжённая глубина:

9. Расхождение в процентах между и :

10. Определение длины совершенного прыжка по Павловскому:

11. По Пикалову:

12. По Айвазяну:

где - параметр Фруда.

Менее точные формулы:

13. По Бахметеву - Матцке:

14. По Сафранецу:

15. Расхождение в процентах между и :

16. Опытное значение потерь напора в гидравлическом прыжке:

17. Теоретическое значение потерь напора в гидравлическом прыжке:

Таблица 1 – Результаты измерений и обработки опытных данных

№	Наименование параметров	Обозначения	Размерность	Опыты
				1	2
1	Ширина водослива	b	м	0,253	0,253
2	Геометрический напор на мерном водосливе	H	м	0,070	0,068
3	Высота водосливной стенки со стороны ВБ		м	0,240	0,240
4	Коэффициент расхода мерного водослива с учётом скорости подхода		-	0,415	0,414
5	Расход воды	Q		0,009	0,008
6	Средняя скорость в сечении до гидравлического прыжка		м/с	1,360	1,084
7	Средняя скорость в сечении за гидравлическим прыжком		м/с	0,324	0,361
8	Отметка свободной поверхности перед гидравлическим прыжком		м	0,025	0,030
9	Отметка свободной поверхности за гидравлическим прыжком		м	0,105	0,090
10	Первая сопряжённая глубина (опыт)		м	0,025	0,030
11	Вторая сопряжённая глубина (опыт)		м	0,105	0,090
12	Высота гидравлического прыжка (опыт)		м	0,080	0,060
13	Длина гидравлического прыжка (опыт)		м	0,220	0,260
14	Наблюдаемый вид прыжка	-	-	соверш	соверш
15	Параметр кинетичности перед прыжком		-	8,301	4,395
16	Параметр кинетичности за прыжком		-	0,112	0,163
17	Расчётная вторая сопряжённая глубина		м	0,090	0,075
18	Относительная ошибка		%	-16,503	-19,685
19	Длина гидравлического прыжка:
	по Павловскому		м	0,436	0,353
	по Пикалову		м	0,305	0,279
	по Айвазяну		м	0,605	0,440
			м	8,859	3,506
	по Бахметеву - Матцке		м	0,400	0,300
	по Сафранецу		м	0,473	0,405
20	Относительная ошибка:
	по Павловскому		%	49,570	26,241
	по Пикалову		%	27,862	6,716
	по Айвазяну		%	63,657	50,044
			%	97,517	93,724
	по Бахметеву - Матцке		%	45,000	26,667
	по Сафранецу		%	53,439	45,679
21	Потери напора в гидравлическом прыжке:
	в опыте		м	0,018	-0,001
	по расчёту		м	0,049	0,020

Вывод: В результате проделанной работы были вычислены значения, длинны гидравлического прыжка, его относительные погрешности и потери напора в экспериментальной установке. Выяснили, что длина прыжка зависит от глубины сопряжения, а потери не только от сопряженных глубин, но и от средней скорости.