Порядок обработки опытных данных

1. Рассчитывают удельный расход:

,

2. Вычисляют критическую глубину:

, (26)

3. Вычисляют глубину в сжатом сечении (по разности отметок поверхности потока в сжатом сечении и дна гидравлического лотка).

4. Вычисляют вторую сопряженную глубину совершенного гидравлического прыжка по формуле:

, (27)

5. Вычисляют глубину потока перед отогнанным гидравлическим прыжком (по разности отметок поверхности потока в сечении перед прыжком и дна гидравлического лотка).

6. Вычисляют длину отгона гидравлического прыжка (длину участка потока при неравномерном плавно изменяющемся движении жидкости от сечения до сечения, расположенного перед отогнанным гидравлическим прыжком) по уравнению Павловского Н.Н.

7. Вычисляют глубины потока за гидравлическим прыжком в сечении н - н (по разности отметок поверхности потока в сечении и дна).

8. Сравнивают глубину с бытовой глубиной по трем случаям сопряжения потока за водосливом практического профиля криволинейного очертания.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ИЗУЧЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЫЖКА

Цель работы

1. Определить вид гидравлического прыжка.

2. Определить длину и потери энергии в гидравлическом прыжке.

3. Сравнить опытные параметры гидравлического прыжка с величинами, вычисленными по теоретическим и эмпирическим формулам.

Общие сведения

Гидравлическим прыжком называется резкое увеличение глубины потока от величины , меньшей , до величины , большей .

Глубины и , измеряемые в сечениях, ограничивающих гидравлический прыжок, называются сопряженными.

Основными видами гидравлического прыжка в однообразном русле являются:

- совершенный гидравлический прыжок (рис.13);

- волнистый прыжок (рис.14).

Рис. 13 – Совершенный гидравлический прыжок

Совершенный гидравлический прыжок образуется в руслах однообразного сечения при отношении сопряженных глубин:

Совершенный гидравлический прыжок в его продольном разрезе можно разделить на две зоны:

- нижнюю, в которой сосредоточено поступательное транзитное движение жидкости;

- верхнюю, в которой происходит интенсивное вращательное движение жидкости.

Между верхней водоворотной и нижней транзитной зонами происходит постоянный обмен частицами жидкости.

Волнистый прыжок представляет собой ряд затухающих волн.

Рис. 14 – Волнистый гидравлический прыжок (прыжок – волна)

В волнистом прыжке нет водоворотной зоны. Он образуется при небольших значениях отношения глубин:

В русле прямоугольной формы поперечного сечения при образовании совершенного гидравлического прыжка сопряженные глубины определяются по уравнениям:

, (28)

, (29)

Длина совершенного гидравлического прыжка определяется по эмпирическим формулам:

- Павловского

, (30)

- Чертоусова

, (31)

где П_к - параметр кинетичности потока

(32)

- Сафранеца

, (33) - Бахметева и Матцке

, , (34)

где - высота гидравлического прыжка, .

Если составить уравнение Бернулли для сечений перед прыжком и за ним относительно плоскости горизонтального дна, то можно определить потерю напора в прыжке:

(35)

В случае прямоугольного русла формула (35) приводится к виду:

, (36)

Для волнистого прыжка сопряженные глубины определяются по формулам:

, (37)

, (38)

Длина волнистого прыжка равна:

, (39)