1. Stanowisko pomiarowe

Rys. 1.1

Stanowisko pomiarowe:

1. Pompa głębinowa

2. Filtr

3. Wodomierz

4. Suwmiarka

Pompa głębinowa pompowała wodę poprzez filtr do dwóch wodomierzy, w czasie pomiarów otwarty był albo zawór dopuszczający do pierwszego albo do drugiego wodomierza. Woda następnie wpływa do pojemnika w którym był mierzony jej poziom, a następnie wypływała poprzez trójkątny otwór wypływowy do zlewu, z którego ponownie wracało do miejsca gdzie znajdowała się pompa.

1. Tabele pomiarowo-wynikowe

W laboratorium panowały następujące warunki:

Temperatura: 18, 0

Ciśnienie: 101, 2kPa

Wilgotność powietrza: 32%

Tabela 2.1 Pomiary wysokości i objętości

Lp.	z′	z0′	α	V′	τ	ξ
	1	2	3
	mm	mm	mm	mm		dzialki
1.	60,1	59,9	59,8	3,1	30	3
2.	55,1	54,9	54,8	3,0		2
3.	52,5	52,5	52,3	3,2		2
4.	49,1	49,0	49,1			2
5.	46,3	46,5	46,4			2
6.	43,4	43,5	43,4			1
7.	39,6	39,6	39,5
8.	38,0	38,1	37,9
9.	34,0	33,9	33,9
10.	31,7	31,9	31,8
11.	27,9	28,1	27,9

Gdzie:

z^′− wysokość mierzona, w 3 pomiarach

α −   kąt otworu trójkątnego

V^′ −  objętość jaka przepływała rzez wodomierz

ξ −   skala podobieństwa geometrycznego

Tabela 2.2 Wyniki obliczeń wysokości, strumienia, oraz współczynnika przelewu

Lp.	zsr^′	z0^′	h′	qv	μ	μsr	h	qv
	mm	mm	mm	$$\frac{dm^{3}}{s}$$	-	-	mm	$$\frac{dm^{3}}{s}$$
1.	59,9	3,1	56,8	0,336	0,68	0,70	142,1	3,32
2.	54,9		51,8	0,277	0,71		129,6	2,74
3.	52,4		49,3	0,229	0,66		123,3	2,27
4.	49,1		46,0	0,200	0,69		114,9	1,98
5.	46,4		43,3	0,175	0,70		108,3	1,73
6.	43,4		40,3	0,145	0,70		100,8	1,44
7.	39,6		36,5	0,115	0,71		91,2	1,14
8.	38,0		34,9	0,101	0,70		87,3	1,00
9.	33,9		30,8	0,075	0,71		77,1	0,75
10.	31,8		28,7	0,066	0,73		71,8	0,65
11.	28,0		24,9	0,046	0,73		62,2	0,45

Gdzie:

h′−  wysokość samej wody od początku otworu do jej wierzchu

μ −   współczynnik przelewu

Pomiary 3 i 11 uznajemy jako wartości skrajne przy liczeniu współczynnika przelewu i nie bierzemy ich pod uwagę przy liczeniu średniej.

1. Wzory, stałe, przykładowe obliczenia

1 działka = 0,01m³

1 obrót = 0,001m³

1. Średnia wysokość z 3 pomiarów

$$z_{sr}^{'} = \frac{\sum_{i = 1}^{n}{z_{i}'}}{n}$$

Przykład dla podpunktu 2.7 Równanie 1.

$z_{sr}^{'} = \frac{z_{1_{1}} + z_{2_{1}} + z_{3_{1}}}{3} = \frac{39,6 + 39,6 + 39,5}{3} = 39,75\ mm$

1. Średnia wysokość z 3 pomiarów dla z₀′

$$z_{0}^{'} = \frac{\sum_{i = 1}^{n}{{z_{0}}_{i}'}}{n}$$

Przykład: Równanie 2.

$z_{0}^{'} = \frac{z_{0_{1}} + z_{0_{2}} + z_{0_{3}}}{3} = \frac{3,2 + 3,1 + 3,0}{3} = 3,1\ mm$

1. Wysokość spiętrzenia wody

h_i^′ = z_i^′ − z₀^′

Równanie 3.

Przykład dla podpunktu 2.7

h₇^′ = z₇^′ − z₀^′ = 39, 6 − 3, 1 = 36, 5 mm

1. Strumień natężenia przepływu

$$q_{v} = \frac{V^{'}}{\tau}$$

Przykład dla podpunktu 2.7 Równanie 4.

$q_{v_{6}} = \frac{V_{6}^{'}}{\tau_{6}} = \frac{5\ obr \bullet 0,001 \bullet 10^{3}}{60,87} = 0,115\frac{dm^{3}}{s}$

1. Współczynnik przelewu

$$\mu = \frac{q_{v}}{\frac{8}{15} \bullet tg\left( \frac{\alpha}{2} \right) \bullet \sqrt{2{\bullet \left( h^{'} \right)}^{5}}}$$

Równanie 5.

Przykład dla podpunktu 2.7

$\mu_{7} = \frac{0,0115}{\frac{8}{15} \bullet tg\left( \frac{30}{2} \right) \bullet \sqrt{2{\bullet \left( 3,65 \right)}^{5}}} = 0,71$

1. Średni współczynnika przelewu

$$\mu_{sr} = \frac{\sum_{i = 1}^{n}\mu_{i}}{n}$$

Równanie 6.

Przykład, gdzie pomiary 3 i 11 zostają pominięte jako skrajne

$\mu_{sr} = \frac{\mu_{1} + \mu_{2} + \ldots + \mu_{10}}{9} = 0,70$

1. Przelew rzeczywisty

h = h′•ξ

Równanie 7.

$$q_{v} = q_{v}^{'} \bullet \sqrt{\xi^{5}}$$

Równanie 8.

1. Wykresy

Wyk. 4.1 Wykres teoretycznego strumienia objętości z nałożonymi punktami pomiarowymi rzeczywistego strumienia objętości w dwóch skalach

1. Wnioski

Rzeczywisty strumień objętości pokrywa się z teoretycznym co jest widoczne na wykresie 4.1 . Strumień objętości cieczy wypływającą przez przelew trójkątny jest zależy od wysokości nad początkiem przelewu a kształtu przelewu, w tym wypadku od kąta trójkątnego przelewu.