3.6.2. Описание опытной установки

Исследование проводится на опытной установке, приведенной на рис. 3.14 и описанной в разделе 3.5.2. Только вместо диска с исследуемым отверстием 4 к стенке резервуара c помощью спе­циальной гайки крепится внешний цилиндрический насадок.

3.6.3. Порядок проведения опыта

1. Определить размеры насадка (диаметр, длину).

2. Измерить напор H над осью отверстия.

3. Определить время наполнения мерного бака на слой h.

4. Определить координаты некоторых точек струи.

3.6.4 Обработка опытных данных

Обработка опытных данных может проводится аналогично п. 3.5.4 (табл. 3.10), а может на основе метода наименьших квадратов (раздел 1.4).

По результатам измерений заполняются графы 1 – 10 табл. 3.10. Коэффициент скорости φ вычисляем на основе заполнения табл. 1.4 по зависимости (1.27), где х и l представляют собой координаты точек струи.

Коэффициенты расхода μ, сопротивления ξ, и сжатия ε вычис­ляются по зависимостям (3.46) и (3.49).

Сопоставим вычисленные значения коэффициентов с табличны­ми значениями.

Вопросы для самопроверки

1. Какое по величине давление наблюдается вокруг сжатого сечения в насадке?

2. Как это давление повлияло на величину скорости истечения жидкости из насадка в сравнении с истечением из отверстия того же сечения под тем же напором?

3. Почему насадки не выполняются короче 4...5 d?

4. Как изменился вылет струи при истечении жидкости через насадок по сравнению с отверстием?

3.7. Опытное определение коэффициента шероховатости лотка

Цель лабораторной работы заключается в том, чтобы выяснить область сопротивления в потоке и определить коэффициент шероховатости лотка.

3.7.1. Теоретические основы исследования

При равномерном движении воды в открытом русле средняя скорость и расход в сечении определяется по формулам Шези:

, (3.55)

, (3.56)

где С – коэффициент Шези, м^0,5/с;

R – гидравлический радиус, м;

i – уклон дна русла.

Коэффициент Шези для квадратичной области сопротивления можно определить по формулам:

а) Н.Н. Павловского* , (3.57)

где , (3.58)

или приближенно при R<1м ;

б) И.И. Агроскина ; (3.59)

в) Маннинга * ; (3.60 а)

г) Форхгеймера . (3.60 в)

Здесь во всех формулах n – коэффициент шероховатости стенок и дна русла.

Для проверки гидравлических сопротивлений число Рейнольдса, вычисленное в опыте, Re_оп сравнивается с Re_кв:

, (3.61)

где  – абсолютная шероховатость русла, измеренная в натуре или определённая по справочнику;

Re_кв – значение числа Рейнольдса, соответствующее нижней границе

зоны квадратичных сопротивлений.

Если Re_оп  Re_кв , то область сопротивления квадратичная.