INSTYTUT INśYNIERII WODY i ŚCIEKÓW
ZAKŁAD WODOCIĄGÓW i KANALIZACJI
HYDRAULIKA WODOCIĄGÓW I KANALIZACJI rok III sem. V
TEMAT ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA WYDATKU
PRZELEWU
1. WPROWADZENIE
Przelewem nazywa się część przegrody, wstawionej w poprzek strumienia cieczy o swobodnym zwierciadle, przez którą przelewa się spiętrzona ciecz Przelewy mają praktyczne zastosowania w hydrotechnice i melioracji (jazy, śluzy i inne). Mogą być równieŜ wykorzystywane do pomiaru wydatku w korycie otwartym.
Klasyfikacji przelewów:
• ze względu na przekrój przegrody przelewowej:
przelewy o ostrej krawędzi,
przelewy o kształtach praktycznych,
przelewy o szerokiej koronie,
• ze względu na warunki hydrauliczne przelewu:
przelewy niezatopione (poziom zwierciadła za przelewem nie wpływa na wydatek przelewu),
przelewy zatopione (poziom zwierciadła za przelewem wpływa na wydatek przelewu),
• ze względu na kształt wycięcia w ściance:
przelewy prostokątne,
przelewy trójkątne,
przelewy trapezowe,
przelewy półkoliste.
• ze względu na stosunek szerokości przelewu do szerokości koryta:
przelewy bez bocznego dławienia (szerokość przelewu równa szerokości koryta b=B),
przelewy z dławieniem bocznym (b<B).
OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZELEWÓW
Przelewy ostrokrawędziowe i o kształtach praktycznych moŜna obliczać jak otwory duŜe, gdzie współczynnik wydatku µ naleŜy wyznaczyć doświadczalnie.
Wzór do obliczania wydatku przelewu o współczynniku wydatku µ moŜna przedstawić w postaci:
dla przelewu niezatopionego
H
Q = µ 2* g ∫ b( z) z dz 0
gdzie
µ - współczynnik wydatku,
b(z)- szerokość przelewy w funkcji wysokości z,
dla przelewu zatopionego
H
Q = µ 2* g ∫ b( z) z dz )+ µ A 2* g * h h
gdzie
µ - współczynnik wydatku,
b(z)- szerokość przelewy w funkcji wysokości z, A-pole powierzchni części zatopionej przelewu, h-wysokość części zatopionej przelewu.
Inne formuły obliczania wydatku przelewu zostaną przedstawione w materiałach pomocniczych do ćwiczeń tablicowych.
2. CEL ĆWICZENIA.
Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynników wydatku przelewu ostrokrawędziowego niezatopionego.
3. OPIS ZESTAWU LABORATORYJNEGO
1. doprowadzenie wody
2. odprowadzenie wody
3. zbiornik zasilający,
4. zbiornik odpływowy,
5. koryto pomiarowe,
6. wymienna przegroda przelewowa,
7. przymiar
4. TOK POSTĘ POWANIA
a) zmierzyć szerokość koryta pomiarowego, b) umieścić przegrodę przelewową w korycie pomiarowym, c) zwymiarować przegrodę przelewową,
d) otworzyć zawór na dopływie wody i napełnić zbiornik zasilający, e) po ustabilizowaniu się poziomu zwierciadła w korycie zmierzyć poziom wody nad przelewem,
f) zamknąć zawór na odpływie i zmierzyć natęŜenie przepływu metodą objętościową w zbiorniku odprowadzającym (pomiar powtórzyć trzy razy), g) zmienić koronę przelewową i powtórzyć czynności od pkt. b) do pkt. f).
5 OPRACOWANIE WYNIKÓW
obliczyć wydatek przelewu,
wyznaczyć współczynnik wydatku przelewu,
dla przelewu ostrokrawędziowego prostokątnego wyznaczony współczynnik wydatku porównać z współczynnikiem wydatku obliczonym ze wzoru Bazina-Hegly`go.
,
0 0027
B − b
b
H
m. = (0,405 +
- 0,03
)*[1+0,55*(
) 2 ]
H
B
B H + p
2
m. =
µ
3
gdzie:
H-
wysokość wody nad koroną przelewu,
szerokość koryta pomiarowego,
b-
szerokość przelewu,
p-
wysokość korony przelewu na dnem koryta po stronie wody górnej.
obliczyć błąd pomiaru i przedstawić wnioski.
KARTA POMIAROWA
PRZELEWY NIEZATOPIONE
Rodzaj przelewu
...................................................
Wymiary przelewy
...................................................
Lp
Wysokość
Objętość
Czas
H [m.]
V, [m3]
T, [s]
1
PRZELEWY NIEZATOPIONE
Rodzaj przelewu
...................................................
Wymiary przelewy
...................................................
H [m.]
Średni wydatek przelewu
Współczynnik wydatku
Współczynnik wydatku
Wydatek
błąd
Q, [m3/s.]
wyznaczony
obliczony ze wzoru 1
przelewu
µ
obliczony,
Q, [m3/s.]
1
2
3
4
5
6