 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Изучение водослива с тонкой стенкой
ВВЕДЕНИЕ Лабораторные работы на портативной лаборатории «Капелька-2» позволяют закрепить теоретические знания и приобрести навыки проведения эксперимента по гидравлике открытых русел. Лаборатория «Капелька-2» состоит из трёх устройств (№/№ 5, 6, 7). Устройства (рисунок 1) имеют прозрачные корпуса и содержат по два бака 1 и 2, соединённых между собой щелевым каналом (лотком) 3 через отверстия 4, 5 и 6, 7. В щелевом лотке установлены модели гидротехнических сооружений: в устройстве № 5 (рисунок 1, а) – модели водослива с тонкой стенкой 8 и водослива с широким порогом 9; в устройстве № 6 (рисунок 1, б) – модели щита (затвора) 11 и водосливов практического профиля с криволинейным 12 и с полигональным (многоугольным) 13 очертаниями, в устройстве № 7 (рисунок 1, в) – модели напорной 14 и безнапорной 15 водопропускных труб. Устройства заполнены водой с микроскопическими частицами алюминия для визуализации течения. В одном из баков предусмотрена шкала 10 для измерения уровня воды. Устройства работают следующим образом. При перевёртывании устройства жидкость из верхнего бака 1 поступает через отверстие 6 в нижнюю часть лотка 3 и через отверстие 5 отводится в нижний бак 2, вытесняя из него воздух через отверстие 7 в верхнюю часть лотка 3 и отверстие 4 в верхний бак I в виде пузырьков. Благодаря пузырьковому перепуску воздуха обеспечиваются постоянные во времени напор питания Нn лотка и расход Q в нем, несмотря на изменение уровней в баках. Это позволяет провести замеры в ходе опыта. Расход в лотке можно регулировать наклоном устройств от себя, влево или вправо.
Рисунок 1 – Схемы устройств
1 ИЗУЧЕНИЕ ВОДОСЛИВА С ТОНКОЙ СТЕНКОЙ, ШИРОКИМ ПОРОГОМ И ПРАКТИЧКЕСКОГО ПРОФИЛЯ (ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12)
Изучение водослива с тонкой стенкой
Цель работы. Изучение картины протекания жидкости через водослив с тонкой стенкой, экспериментальное определение коэффициента расхода и сравнение его с расчетными данными.
1.1.1 Общие сведения
Водослив – преграда, через которую переливается вода. Различают водосливы с тонкой стенкой, широким порогом и практического профиля. Водослив с тонкой стенкой (рисунок 2) обычно служит для измерения расходов и стабилизации уровня жидкости в резервуарах. Стенка называется тонкой, если струя касается только её входной кромки. Такой характер течения наблюдается, если толщина стенки δ<0,67Н, либо она имеет острую входную кромку (см. водослив 8 на рисунке 1). Часть потока перед водосливом называется верхним бьефом, а за ним – нижним бьефом. Верхняя кромка водослива именуется гребнем, а наибольшее превышение уровня воды в верхнем бъефе над гребнем – геометрическим капором Н. Он обычно фиксируется перед водосливом на расстоянии приблизительно 3Н от гребня. Глубина воды в нижнем бъефе называется бытовой глубиной hб. Если изменение уровня воды в нижнем бъефе не влияет на величину напора Н, водослив называется неподтопленным (при этом свободная поверхность воды показана на рисунке 2 сплошной линией), и если увеличение hб вызывает повышение уровня в верхнем бъефе – водослив называют подтопленным, а свободная поверхность занимает положение, показанное пунктиром. Условие подтопления имеет вид
hб>Р,
Рисунок 2 – Схема водослива с тонкой стенкой
где Z – геометрический перепад уровней на водосливе, т.е. превышение уровня в верхнем бъефе над уровнем в нижнем бъефе;
Р – высота водослива. Превышение уровня в нижнем бъефе над гребнем водослива называется глубиной подтопления hn. Расход воды через неподтопленные водосливы любого типа определяется по общей формуле:
где Q – расход; b – ширина водослива; g – ускорение свободного падения; m – коэффициент расхода, зависящий от типа и геометрии водослива; Но – полный напор на водосливе
где α – коэффициент Кориолиса (корректив кинетической энергии); υ= При Н<0,5Р скоростным напором можно пренебречь и считать Н0=Н.
В инженерных расчетах коэффициент расхода m для неподтопленного водослива с тонкой стенкой без бокового сжатия определяют по формуле
Для подтопленного водослива любого типа расход определяется формулой
σn<1 – коэффициент подтопления и вычисляется по эмпирическим (полученным из опыта) формулам.
1.1.2 Порядок выполнения работы
Работа выполняется на устройстве №5, приведенном на рисунке 1, а.
1 Привести устройство в исходное состояние, для чего установить его на стол так, чтобы водослив с тонкой стенкой находился сверху (в верхней части лотка), и подождать, пока вся жидкость перетечет в нижний бак. 2 Перевернуть устройство в вертикальной плоскости. 3 Наблюдать картину течения воды через водослив тонкой стенкой, влияние наклона устройства влево и вправо на отрыв струи от стенки и положение гидравлического прыжка за водосливом. 4 Повторить операции по п.п. 1 и 2, после чего замерить геометрический напор Н (см. рисунке 2) на водосливе с тонкой стенкой и время t изменения уровня в баке со шкалой на произвольно выбранную величину S, например, на 5см. 5 Замерить высоту водослива Р; размеры горизонтального сечения бака А, Б и ширина водослива (лотка) b указаны на корпусе устройства. 6 Результаты измерений занести в таблицу 1, сделать вычисления и сравнить опытное и справочное значения коэффициентов расхода.
Таблица 1 – Результаты измерений
|
<( 
,
,
– скорость потока в верхнем бъефе (на подходе).
.
,
