Data wykonania ćwiczenia:

7 stycznia 2005 roku

Politechnika Szczecińska

Katedra Budownictwa Wodnego

Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z Hydrauliki

Ćwiczenie nr 4

Temat ćwiczenia: Obserwacja wody w korytach.

Rok ΙΙ Gr. V

Tomasz Biegański

Paweł Blazer

Paweł Kuźbik

Krzysztof Śmigielski

1. Wstęp teoretyczny.

Ćwiczenie obserwacyjne dotyczyło zachowania wody w korytach otwartych, wypływu cieczy przez przelewy oraz uderzenia hydraulicznego. Korytem otwartym nazywamy każdy przewód, w którym istnieje swobodne zwierciadło cieczy, czyli ciecz nie może przylegać do koryta ze wszystkich stron. Mamy do czynienia z bezciśnieniowym przepływem wody. Warunkiem ruchu jednostajnego jest stałość przekroju poprzecznego oraz jednakowe napełnienie koryta cieczą. Gdy prędkość wody przekroczy pewną granicę, w zależności od wielkości ziaren, następuje ruch ziaren rumowiska. Dla piasków 0,05 - 2,5 mm prędkość wynosi 0,3 m/s. Ruch ziaren po dnie początkowo odbywa się skokami- ziarna się toczą i co jakiś czas zatrzymują. Przy wyższych prędkościach rozpoczyna się ciągły ruch ziaren aż do płynięcia pewnej warstwy materiału dennego. Ruch ziaren zanika wraz z odległością, a ruch wody normuje się. Przelewem nazywamy tę część przegrody ustawionej w korycie, ponad którą przelewa się woda płynąca tym korytem. Ze względu na przekrój ścianki poprzecznej rozróżniamy przelewy: o ostrej krawędzi, o kształtach praktycznych, o szerokiej koronie. Uderzeniem hydraulicznym nazywamy znaczny wzrost ciśnienia w przewodzie wywołany nagłym zahamowaniem jej przepływu.

2. Obserwacje.

Koryto otwarte- stan równowagi zakłócamy przeszkodą.

1. Filar- woda uderzając cofa się powodując wymywanie piasku przed i odkładanie fałd po bokach, następuje wypłukiwanie dna koryta.

2. Próg- poziom wody przed podnosi się, za obniża, woda wypłukuje piasek znajdujący się bezpośrednio za przeszkodą i przenosi dalej usypując fałdy.

3. Kostka- poziom wody przed przeszkodą bardzo szybko się podnosi, przez co za przeszkodą woda przelewa się z taką energią, że powoduje powstanie ogromnej fałdy w pewnej odległości od niej. Piasek wypłukiwany jest z ogromnym pędem pomiędzy ściankami koryta a przeszkodą.

Koryto otwarte- zamknięcie odpływu.

1. Woda uderza w przegrodę i zaczyna się cofać. W momencie, gdy cofająca się woda zetknie się z wodą płynącą w stronę odpływu powstaje odskok hydrauliczny.

Wypływ cieczy przez przelewy.

1. Przelewy o kształtach praktycznych- strumień przylega do powierzchni spływu na całej jej długości powodując najmniejsze zaburzenia przepływu wody.

2. Przelewy o szerokiej koronie- długość poziomej krawędzi przelewu jest, co najmniej równa trzykrotnej wysokości wzniesienia górnej wody nad koroną. Strugi wody układają się prawie równolegle, przez co warunki są bliskie ruchowi jednostajnemu.

Uderzenie hydrauliczne.

1. Brak przepływu- poziom wody na wysokości 52 cm.

2. Uderzenie hydrauliczne dodatnie przy otwartej komorze:

• poziom wody ustalony na wysokości 40 cm

• po zahamowaniu przepływu woda podnosi się do wysokości 70 cm a następnie opada na wysokość 23 cm

• poziom wody ustalony na wysokości 45 cm

• po zahamowaniu przepływu woda podnosi się do wysokości 64 cm a następnie opada na wysokość 39 cm

• poziom wody ustalony na wysokości 50 cm

• po zahamowaniu przepływu woda podnosi się do wysokości 61 cm a następnie opada na wysokość 46 cm

3. Uderzenie hydrauliczne ujemne przy otwartej komorze:

• poziom wody ustalony na wysokości 53 cm

• po zahamowaniu przepływu woda opada na wysokość 30 cm a następnie podnosi się na wysokość 57 cm

4. Uderzenie hydrauliczne przy zamkniętej komorze- w próżni:

• poziom wody ustalony na wysokości 40 cm

• po zahamowaniu przepływu woda podnosi się do wysokości 46 cm a następnie opada na wysokość 43 cm

• poziom wody ustalony na wysokości 45 cm

• po zahamowaniu przepływu woda podnosi się do wysokości 49 cm a następnie opada na wysokość 44 cm

• poziom wody ustalony na wysokości 50 cm

• po zahamowaniu przepływu woda podnosi się do wysokości 51 cm a następnie opada na wysokość 49 cm

5. Uderzenie hydrauliczne z małym dopływem powietrza:

• poziom wody ustalony na wysokości 50 cm

• po zahamowaniu przepływu woda podnosi się do wysokości 60 cm a następnie opada na wysokość 46 cm

---