 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 РАБОТЫ ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ
(ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9)
Цель работы. Наблюдение работы водопропускной трубы в различных режимах и определение напора перед ней опытным и расчётным способом.
3.1 Общие сведения
Различают следующие режимы работы водопропускных труб.
Безнапорный режим (рисунок 6, а). Входное сечение трубы не затоплено, на всём протяжении поток имеет свободную поверхность. Труба в этом режиме работает аналогично водосливу с широким порогом при наличии бокового сжатия. Расход в прямоугольной трубе определится как
где m –коэффициент расхода, b – ширина трубы, Но – полный напор.
Значение коэффициента расхода в инженерных расчётах можно принять равным m=0,31.
Рисунок 6 – Режимы работы водопропускных труб
Полный напор определится как
Полунапорный режим (рисунок 6, б). Входное сечение трубы затоплено, но поток на всём протяжении трубы имеет свободную поверхность. Труба работает по схеме истечения через отверстие, поэтому расход воды для этого режима определяется по формуле
где Но – полный напор; μ0 – коэффициент расхода входного отверстия; ω=ab – площадь сечения трубы; а -высота трубы;
hc – глубина в сжатом сечении.
Для инженерных расчётов можно принять μ0= 0,63; ε = 0,86.
Напорный режим (рисунок 6, в). Труба работает по схеме «насадка», т.е. полным сечением по всей своей длине или большей её части. Выходное сечение трубы не затоплено. Для такого режима работы характерно наличие вакуума в трубе. На рис.6в штриховой линией нанесено ориентировочно положение пьезометрической линии. Для количественной характеристики вакуума вводится величина Расход определяется по формуле
где i – уклон трубы, L – длина трубы, μн – коэффициент расхода, определяемый по формуле
где а = 1,1 – коэффициент Кориолиса, ξвх=0,5 – коэффициент входа в трубу, R – гидравлический радиус трубы, λ=0,025 – коэффициент трения. Для инженерных расчётов можно принять η = 0,85.
Напорно-затопленный режим (рисунок 6, г). Труба работает полным сечением, а выходное сечение полностью затоплено. Расход определяется по формуле
где hσ – бытовая глубина потока после трубы; μ0 – коэффициент расхода, определяемый по формуле
ξвых =1,0- коэффициент сопротивления выхода из трубы.
При проведении расчётов в процессе выполнения лабораторной работы следует для упрощения вычислений полный напор Но заменить геометрическим напором Н, так как они практически не отличаются ввиду малой скорости потока перед трубой.
3.2.Порядок выполнения работы
Работа выполняется на устройстве № 7 (рисунок 1, в).
1 Привести устройство в исходное положение. Для этого устройство расположить так, чтобы наклонная труба находилась вверху (над горизонтальной трубой) и подождать, пока жидкость перетечет из верхнего бака в нижний. 2 Перевернуть устройство в его плоскости, наблюдать безнапорное течение жидкости и при этом замерить напор Н перед трубой, и время t изменения уровня жидкости в баке со шкалой на величину S. 3 Результаты измерений и геометрические параметры А, В, b (указаны на корпусе устройства) занести в таблицу 6 и по указанному в ней порядку найти расчётный напор (глубину) перед трубой и сравнить его с измеренным. 4 Перевернуть устройство, наблюдать напорное течение в трубе и замерить величины Н, hσ, S, t. 5 Результаты замеров и известные геометрические параметры занести в таблицу 7 и по указанному в ней порядку найти расчётный напор (глубину) перед напорной трубой и сравнить его с измеренным.
Таблица 6 – Результаты измерений
Таблица 7 – Результаты измерений
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ В КАНАЛЕ (ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11) Цель работы. Экспериментальное определение коэффициента шероховатости стенок канала прямоугольного сечения и сравнение его со справочными значениями.
4.1 Общие сведения
Безнапорное равномерное течение характеризуется наличием свободной поверхности и постоянством скорости и глубины по длине потока. Глубина при этом называется нормальной. Такое движение жидкости устанавливается при неизменности поперечного сечения, шероховатости стенок и продольного уклона канала по его длине. При расчётах равномерного течения воды в различных каналах и трубах широко используется формула Шези
где Q – расход воды, ω – площадь живого сечения потока; С – коэффициент Шези; i – продольный уклон; χ – смоченный периметр живого сечения;
Величина С зависит от формы и размеров канала, а также от шероховатости его стенок. Для вычисления коэффициента Шези предложен ряд эмпирических формул. Наибольшее распространение получила формула Маннинга для метровых размеров
для сантиметровых размеров
где 4,64 – коэффициент перевода единиц измерения, n – коэффициент шероховатости.
Если геометрические параметры выражены в сантиметрах, получаем формулу для определения коэффициента шероховатости n
На рисунке 7 приведена схема канала, используемая для определения коэффициента шероховатости его стенок. Продольный уклон дна канала определяется по формуле
где Z – перепад отметок в начале и в конце канала; L – длина канала.
Глубину потока h, учитывая малый уклон, можно определять по вертикали, а не по нормали ко дну канала.
Рисунок 7 – Схема канала для определения коэффициента шероховатости
4.2 Порядок выполнения работы
Работа выполняется на устройстве № 7 (рисунок 1, в). 1 Расположить устройство в вертикальной плоскости так, чтобы наклонная труба находилась вверху (над горизонтальной трубой), и подождать, пока жидкость перетечёт из верхнего бака в нижний. 2 Перевернуть устройство в его плоскости, замерить нормальную глубину h (глубину на участке равномерного течения) (рисунок 7) и величины S, t, Z, L. 3 Результаты измерений и геометрические параметры А,В, b (указаны на корпусе устройства) занести в таблицу 8 и по указанному в ней порядку определить коэффициент шероховатости стенок канала, сравнить его со справочным значением для стеклянной стенки (обычно n=0,010-0,012).
Таблица 8 – Результаты измерений
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 1 Записать цель работы. 2 Зарисовать устройство. 3 Заполнить таблицы измерений и вычислений. 4 Сделать выводы о проделанной работе и точности измерений.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Режимы работы водопропускных труб. 2. Определение расходов при различных режимах работы водопропускных труб. 3. Коэффициенты расходов при различных режимах работы водопропускной трубы. 4. Формула Шези. 5. Формула Маннинга. 6. Определение коэффициента шероховатости трубы. 7. Дайте определение водослива и его элементов. 8. Параметры водослива. 9. Классификация водосливов 10. Основная формула для расчета расхода через водослив. Вывод формулы. 11. Формулы расчета коэффициентов расхода и подтопления. 12. Условия подтопления водослива. 13. Последовательность проведения работы. 14. Необходимые величины для расчета коэффициента расхода через неподтопленные водосливы. 15. Необходимые величины для расчета коэффициентов расхода и подтопления для подтопленного водослива. 16. Опытные значения коэффициента расхода и подтопления. 17. Определение гидравлического прыжка. 18. Образование гидравлического прыжка. Переход потока от бурного состояния к спокойному. Проанализируйте это явление с точки зрения изменения удельной энергии сечения. 19. Расположение гидравлического прыжока по отношению к сооружению, за которым он возникает. 20. Прыжковая функция. График прыжковой функции. Минимум прыжковой функции. 21. Определение сопряженных глубин по графику прыжковой функции. Выведите выражение для сопряженных глубин гидравлического прыжка (если известна одна из сопряженных глубин). 22. Определение сопряженных глубин в прямоугольном русле. 23. Виды (формы) струи при истечении через водослив с тонкой стенкой. 24. Боковое сжатие и подтопление водосливов с тонкой стенкой. Изменение значения коэффициента расхода через указанный водослив при увеличении (уменьшении) бокового сжатия. 25. Параметры, влияющие на коэффициент подтопления. Условия подтопления водослива с тонкой стенкой. 26. Уравнение расхода через неподтопленный водослив с широким порогом без бокового сжатия для прямоугольного поперечного сечения. Связь между коэффициентами расхода, скорости. 27. Условия подтопления водослива с широким порогом. Изобразите на схеме различные виды свободной поверхности на неподтопленных и подтопленных водосливах. 28. Виды водослива практического профиля криволинейного очертания. Начертите схему. 29. Профиль криволинейного безвакуумного водослива практического профиля по Кригеру-Офицерову. 30. Водослив практического профиля с вакуумным криволинейным профилем. Распределение давления на поверхности водослива в верхней его части. Виды вакуумных водосливов (поперечный профиль) 31. Особенности вакуумных водосливов криволинейного практического профиля с точки зрения коэффициентов расхода, вакуумности, пульсаций давления на поверхности профиля водослива. Требования при проектировании таких водосливов. 32. Мысленно расположите водосливы (неподтопленные) без бокового сжатия в порядке возрастания значений коэффициента расхода. Совместно рассмотрите условия бокового сжатия на таких водосливах, условия учета подтопления этих водосливов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Сайретдинов С.Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: учеб. пособие. – М.: Издательство АСВ, 2004. – 344 с. 2 Константинов Ю.М. Гидравлика: учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Вища шк., Головное изд-во, 1988. – 398 с. 3 Сборник задач по гидравлике / под ред. В.А. Большакова. – 4-е изд., перераб. и доп. – Киев, Вища шк., 1979. – 336 с. 4 Чугаев Р.Р. Гидравлика: учебник для вузов. – Л.:Энергоиздат. 1982. – 672 с. 5 Слобожанин Г.Д. Практикум по гидравлике открытых русел на портативной лаборатории «Капелька-2». – Томск: Изд-во Томского архитектурно-строительного университета. 2003. – 27 с.
СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………….…1 1 Изучение водослива с тонкой стенкой, широким порогом и практического профиля (лабораторная работа №12)………………….2 1.1 Изучение водослива с тонкой стенкой……………….……………....2 1.1.1 Общие сведения………………………………………….……....2 1.1.2 Порядок выполнения работы……………………………….…..4 1.2 Изучение водослива с широким порогом…………………..…..…..6 1.2.1 Общие сведения………………………………………………….6 1.2.2 Порядок выполнения работы……………………………………7 1.3 Изучение водослива практического профиля………...……….…...9 1.3.1 Общие сведения…………………………………………..……..9 1.3.2 Порядок выполнения работы…………………………………..10 2 Исследование гидравлического прыжка (лабораторная работа №14)…11 2.1 Общие сведения………………………………………………….....11 2.2 Порядок выполнения работы………………………………..…….13 3 Изучение работы водопропускной трубы (лабораторная работа №9)...15 3.1 Общие сведения………………………………………………...…..15 3.2 Порядок выполнения работы………………………………………17 4 Определение коэффициента шероховатости в канале (лабораторная работа №11)…………………………………………………………..……...20 4.1 Общие сведения………………………………………...…………..20 4.2 Порядок выполнения работы………………………………………21 5 Содержание отчета…………………………………………..……………22 6 Вопросы для самопроверки……………………………………..………..23 7 Список литературы………………………………………………..………25 |
,
.
,
– степень вертикального сжатия потока;
– отношение пьезометрического напора на выходе из трубы к высоте трубы.
,
,
,
,
,
– гидравлический радиус.
,
,
.
,
