Порядок выполнения работы:

1. Осуществить питание лабораторной установки водой и выполнить измерения: напора на пороге верхней головы, начальной глубины воды в камере; расстояния от носа судна до верхних ворот; напора на камеру (по аналогии с лабораторной работой № 3). Выполнить равномерную загрузку судна твердым балластом и специальным шаблоном измерить первое значение осадки судна. Определить первое значение водоизмещения судна по формуле, указанной в работе № 3;

2. Выполнить тарировку прибора, используемого для измерения гидродинамической силы (по аналогии с лабораторной работы № 3);

3. Произвести опыт № 1 по наполнению камеры шлюза, выполнить измерение гидродинамической силы в процессе наполнения, измерить полную высоту подъема затвора, полное время подъема затвора в опыте № 1 , время наполнения камеры . Выполнение опыта, проявление фотобумаги регистрирующих приборов, обработка опыта производятся в той же последовательности, что и в работе № 3. Результаты опыта по определению гидродинамических сил, действующих на судно при времени подъема, затвора , пересчитываются для натуры и заносятся в табл. 4.

Таблица 4

Результаты лабораторных опытов при различных скоростях подъема затвора наполнения

№ опыта	Скорость подъема затвора .,м/с	Водоизмещение судна W, кН	Положение в камере L1, м	Гидродинамическая сила и время ее наступления			Расчетные значения сил, кН		Время наполнения камеры, ТН, с
				прямая		обратная	по ф-ле (15)	по ф-ле (16)	опыт	расчет по ф-ле (6)
				Р1	Рмах	Рмах
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

4. Изменить полное время подъема затвора наполнения путем переключения редуктора привода затвора на пульте управления. Выполнить тарировку прибора, используемого для измерения гидродинамической силы. Произвести опыт № 2 по наполнению камеры шлюза при полном времени подъема затвора , выполнить те же измерения и обработку, что и в опыте № 1. Результаты опыта № 2 занести в табл. 4;

5. Изменить полное время подъема затвора наполнения так же, как это указано в п. 4 настоящей работы. Выполнить опыт № 3 по наполнению камеры, осуществляя те же измерения и обработку, что и указанные в п. 3, 4 настоящей работы. Результаты опыта № 3 занести в табл. 4;

6. По результатам опытов (табл. 4) выполнить построение графиков зависимости величин гидродинамических сил и времени наполнения камеры от скорости подъема затвора (рис. 8):

для первого пика прямой силы ;

для максимума прямой силы ;

для максимума обратной силы ;

Рис. 8. Зависимости гидродинамических сил (а) и времени наполнения камеры (б) от скорости подъема затвора.

для времени наполнения камеры .

С увеличением скорости подъема затвора величины прямых и обратных гидродинамических сил возрастают, так как быстрее увеличивается площадь водопропускного отверстия под затвором; возрастает приращение расхода воды , поступающего в камеру, и увеличиваются уклоны водной поверхности. Время наполнения камеры уменьшается с увеличением скорости подъема затвора;

7. По допустимой величине гидродинамической силы (графа 8 табл. 4) определить допустимую скорость подъема затвора, при которой обеспечиваются безопасные условия стоянки судна в камере при ее наполнении (рис. 8):

по графику ;

по графику .

Из двух значений скорости подъема затвора в качестве рекомендуемой выбирается меньшее значение скорости. По рекомендуемой скорости подъема затвора определяется время наполнения камеры (рис. 8).

Результаты исследований и основные выводы

1. Изучить характер зависимостей и и объяснить причины увеличения гидродинамических сил при возрастании скорости подъема затвора.

2. Объяснить последовательность выбора допустимой скорости подъема затвора наполнения для обеспечения безопасных условий стоянки судна в процессе наполнения камеры шлюза.

Лабораторная работа № 6

ОБОСНОВАНИЕ ПЛАНОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ШЛЮЗУЕМЫХ СУДОВ

В КАМЕРЕ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА

Целью работы является выбор места расположения судна в камере, при котором обеспечиваются безопасные условия его стоянки при наполнении.

Исходные данные:

1. Модель судоходного шлюза в масштабе λ=30;

для модели для натуры

2. Длина камеры шлюза L_к=______м, L_к=______м;

3. Ширина камеры шлюза В_к=______м, В_к=_____м;

4. Начальная глубина воды в камере h_к=______м, h_к=______м

5. Напор на пороге верхней головы Н_n=______м, Н_n=______м;

6. Напор воды на камеру Н_к=______м, Н_к=______м;

7. Полная высота подъема затвора h_з.n=_____м, h_з.n=_____м;

8. Полное время подъема затворов t_з.п=_____м, t_з.п=______м;

9. Угол наклона ножа затвора α=35⁰, α=35⁰;

10. Площадь поперечного сечения

камеры при уровне нижнего бьефа F_К=_______м², F_К=_______м²;

11. Размеры расчетного судна:

длина l_с=________м, l_с=_________м;

ширина b_c=________м, b_c=________м;

осадка S=_________м, S=_________м;

12. Водоизмещение судна W=_______кГс, W=_______кН;

13. Расстояние от носа судна до

верхних ворот L₁=________м, L₁=________м;

L₂=________м, L₂=________м;

L₃=________м, L₃=________м;

14. Коэффициент расхода системы

питания при полностью поднятом

затворе =________

15. Время наполнения камеры =_______с, =_______с;