- •Механика. Гидравлика
- •Часть II
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок обработки опытных данных
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок обработки опытных данных
- •Отогнанный гидравлический прыжок (рис.15);
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок обработки опытных данных
- •Литература
Порядок выполнения работы
В гидравлическом лотке устанавливают водослив практического профиля. Профиль безвакуумного водослива построен по координатам точек, представленных в таблице Кригера-Офицерова, для проектного напора м. Ширина водослива равна ширине гидравлического лотка.
1. Полностью открывают жалюзный затвор 1 (рис. 1).
2. В лоток подают расход , измеряемый с помощью стационарного мерного водослива.
3. После того как уровень воды в верхнем бьефе перед водосливом (в сечении в – в) стабилизируется, измеряют отметку воды в верхнем бьефе на расстоянии от гребня.
Затем проводят аналогичные опыты еще для четырех значений расходов. Диапазон изменения расходов
4. Устанавливают любой произвольный расход , и приступают к подтоплению водослива. Постепенно прикрывают затвор до тех пор, пока при затопленном гидравлическом прыжке в нижнем бьефе горизонт воды не поднимется выше гребня водослива. После стабилизации уровней, измеряют отметки горизонтов воды в верхнем и нижнем бьефах.
Опыты проводят при относительном подтоплении водослива > 0,3. 5. Три раза увеличивают величину подтопления и измеряют отметки горизонтов воды в верхнем и нижнем бьефах.
Полученные результаты заносят в таблицу 6.
Таблица 6
Показатели |
Ед. изм. |
Водослив |
|||||||
Неподтопленный |
Подтопленный |
||||||||
Опыт |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
Ширина гидравлического лотка |
|
|
|||||||
Отметка дна гидравлического лотка |
|
|
|||||||
Ширина водослива (водосливного отверстия) b |
|
|
|||||||
Отметка гребня водослива |
|
|
|||||||
Отметка горизонта воды в верхнем бьефе в сечении в - в (перед водосливом) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход по тарировочной кривой стационарного водослива |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Геометрический напор H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость подхода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скоростной напор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полный напор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент расхода m из опыта |
- |
|
|
|
|
- |
|||
Коэффициент расхода m по справочнику |
- |
|
- |
||||||
Отметка горизонта в воды в нижнем бьефе при подтопленном водосливе |
|
- |
|
|
|
|
|||
Величина подтопления |
|
- |
|
|
|
|
|||
Относительное подтопление |
- |
- |
|
|
|
|
|||
Коэффициент подтопления из опыта σn |
- |
- |
|
|
|
|
|||
Коэффициент подтопления σn по справочнику |
- |
- |
|
Порядок обработки опытных данных
Вычисляют геометрический напор в сечении (в – в) верхнего бьефа (по разности отметок горизонта воды в верхнем бьефе в сечении (в – в) и гребня водослива).
Вычисляют скорость подхода воды в сечении (в – в).
Вычисляют скоростной напор в сечении (в – в):
,
По формуле (18) вычисляют полный напор в сечении (в – в).
5. По данным четырех опытов вычисляют коэффициент расхода для неподтопленного водослива:
6. Строят график зависимости .
7. Для подтопленного водослива по данным четырех опытов вычисляют коэффициент подтопления σn :
,
где m - коэффициент расхода для неподтопленного водослива, принимаемый по построенному графику зависимости .
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Исследование вИДОВ СОПРЯЖЕНИЯ ПОТОКА ЗА ВОДОСЛИВОМ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
Цель работы
Исследовать вид сопряжения бурного потока со спокойным потоком в нижнем бьефе после прохождения потока водослива практического профиля.
Измерить и рассчитать сопряженные глубины.
Определить вид гидравлического прыжка.
Общие сведения
Потоки при прохождении через водосливы переходят в бурное состояние и сопрягаются с нижним бьефом через гидравлический прыжок. В нижней части водосливной поверхности, где поток жидкости переходит на условие горизонтального движения, рассматривается сечение, в котором его глубина наименьшая. Здесь поток обладает наибольшим запасом кинетической энергии. Данное сечение называют сжатым, а глубину в данном сечении – глубиной сжатого сечения . При исследовании сопряжения потока за водосливом, сжатое сечение является расчетным, т.е. относительно его положения определяется место положения гидравлического прыжка.
В русле с горизонтальным дном, в зависимости от глубины воды в нижнем бьефе, возможны три типа сопряжения:
- отогнанный гидравлический прыжок (рис.10);
- гидравлический прыжок в сжатом сечении (рис.11);
- затопленный гидравлический прыжок (рис.12),
здесь: - вторая сопряженная глубина совершенного гидравлического прыжка, расположенного в сжатом сечении, когда его первая сопряженная глубина равна глубине сжатого сечения , ;
- бытовая глубина потока в нижнем бьефе за гидравлическим прыжком,
Рис.10 – Сопряжение потока за водосливом практического профиля криволинейного очертания с образованием отогнанного гидравлического прыжка
Рис. 11 – Сопряжение потока за водосливом практического профиля криволинейного очертания с образованием гидравлического прыжка в сжатом сечении
Рис.12 – Сопряжение потока за водосливом практического профиля криволинейного очертания с образованием затопленного гидравлического прыжка
Глубины потока перед гидравлическим прыжком и за ним называются сопряженными. Первая сопряженная глубина гидравлического прыжка измеряется непосредственно перед прыжком, где поток находится в бурном состоянии. Вторая сопряженная глубина гидравлического прыжка измеряется за прыжком в сечении, в котором поток находится в спокойном состоянии и где заканчивается увеличение глубины потока при переходе его из бурного состояния в спокойное состояние.
Если гидравлический прыжок находится в сжатом сечении, то . Если прыжок отогнанный, то за водосливом образуется кривая подпора между сечениями с глубинами и . В этом случае глубина является первой сопряженной глубиной в прыжке с бытовой глубиной .
С увеличением бытовой глубины будет уменьшаться сопряженная с ней глубина гидравлического прыжка. При условии отгона прыжка не будет и он займет положение в сжатом сечении.