HYDRAULIKA
LABOLATORIUM
DWICZENIE LABORATORYJNE nr 2
 Wyznaczanie maksymalnej i minimalnej wysokości zwierciadła wody
w komorze wyrównawczej
1. Pomierzyd wymiary stanowiska
2. Otworzyd dopływ wody do stanowiska i zmierzyd hydrostatyczny poziom zwierciadła
wody w komorze wyrównawczej
3. Otworzyd odpływ wody z przewodu i jednocześnie kontrolowad stały poziom wody w
zbiorniku zasilającym
4. Zmierzyd poziom zwierciadła wody w ruchu ustalonym
5. Pomierzyd wydatek dwukrotnie
6. Gwałtownie zamknąd zawór na przewodzie i pomierzyd czas od momentu zamknięcia
zawodu do osiągnięcia przez zwierciadło wody poziomu maksymalnego i
minimalnego, jednocześnie pomierzyd te poziomy
7. Czynnośd powtórzyd 7 razy
8. Pomiar wykonad dla dwóch wydatków.
Lp. Mierzona wielkośd Pomiar 1 Pomiar 2
1 Zbiornik pomiarowy a x b 2475 cm2 2475 cm2
2 Średnica sztolni dszt 4 cm 4 cm
3 Długośd sztolni L 128 cm 128 cm
4 Średnica komory wyrównawczej dk 6 cm 6 cm
5 Hydrostatyczny poziom zwierciadła wody H0 52,5 cm 52,5 cm
6 Poziom zwierciadła wody w ruchu ustalonym Hust 35,3 cm 40 cm
7 Czas napełniania warstwy 5 cm w zbiorniku
pomiarowym t1 7,2 s 8,2 s
t2 7,5 s 8,6 s
3 3
8 Wydatek układu przy zmianie ruchu
1,68 5�Q�5�Z� 1,47 5�Q�5�Z�
5�`� 5�`�
1
 HYDRAULIKA
LABOLATORIUM
5�4� " 5�5� " ! 49,5 " 50 " 5 12375 5�P�5�Z�3 5�Q�5�Z�3 5�Z�3
5�D�1 = = = 1683,67 = 1,68 = 0,00168
5�a�1 + 5�a�2 =
7,2 + 7,5
7,35 5�`� 5�`� 5�`�
2
2
5�4� " 5�5� " ! 49,5 " 50 " 5 12375 5�P�5�Z�3 5�Q�5�Z�3 5�Z�3
5�D�2 = = = 1473,21 = 1,47 = 0,00147
5�a�1 + 5�a�2 =
8,2 + 8,6
8,4 5�`� 5�`� 5�`�
2
2
Lp. Pomiar 1 Pomiar 2
5�;�5�Z�5�N�5�e� 5�a�5�Z�5�N�5�e� 5�;�5�Z�5�V�5�[� 5�a�5�Z�5�V�5�[� 5�;�5�Z�5�N�5�e� 5�a�5�Z�5�N�5�e� 5�;�5�Z�5�V�5�[� 5�a�5�Z�5�V�5�[�
[cm] [s] [cm] [cm] [cm] [s] [cm] [cm]
1 74 1,2 39 3,2 72 1,0 40 3,2
2 74 1,25 39,8 3,1 71,5 1,2 40,1 3,0
3 74,5 1,1 39 3,1 71 1,0 40,3 3,1
4 75 1,4 39 3,1 71 1,0 39,9 3,1
5 73 1,2 38,8 3,2 71,5 1,2 39,9 3,1
6 73,5 1,0 38,9 3,1 71,5 1,4 40 3,0
7 74 1,2 39,1 3,1 71 1,0 40,1 2,9
- Hśr=74 tśr=1,19 Hśr=39,08 tśr=3,13 Hśr=71,3 tśr=1,11 Hśr=40,04 tśr=3,05
5�Q�5�Z�3
Obliczenia dla 5�D�1 = 1,68 :
5�`�
1. Przyjąd stałą wartośd D�t = 0,2 s
2. Obliczyd przepływ w ruchu ustalonym Q = V/t
3. Obliczyd średnią prędkośd wody w sztolni v0 = Q/Aszt
4. Obliczyd poziom wody w komorze
D�t
D�y1 =� Q, -� v0Aszt ; Q, =� 0
(� )�
Akom
5���5�a� 5�D�1 1683 1683 5�P�5�Z� 5�Z�
5���5�f�1 = -5�c�0 " 5�4�5�`�5�g�5�a� " 5�c�0 = = = = 134 = 1,34
5�4�5�X�5�\� 5�Z� 5�4�5�`�5�g�5�a� 5�� "42 12,56 5�`� 5�`�
4
0,2
5���5�f�1 = -134 " 12,56 " = -134 " 12,56 " 0,00707 = -11,9 5�P�5�Z� = -0,119 5�Z�
5��"62
4
5. Obl. poziom wody w komorze:
y1 =� y0 +� D�y1; y0 =� H0 -� Hust ; y0 =� hstr
5�f�0 = 52,5 - 35,3 = 17,12 5�P�5�Z� ; !5�`�5�a�5�_� = 17,12 5�P�5�Z� = 0,1712 5�Z�
5�f�1 = 0,1712 + -0,11,9 = 0,0522 5�P�5�Z�
2
 HYDRAULIKA
LABOLATORIUM
6. Obl. zmiany prędkości w sztolni
ć�
v0 v0��
g l�0L0ó� 2gdhstr
0
�� ��
D�v1 =� y1 -� �� D�t ; L0ó� =� ; D�x� =� L0ó� -� L =� const.
(� )�l�
�� ��
L d 2g d
l�0v02
Ł� ł�
0,0217
5���5� � = 3,448 - 1,28 = 1,176
0,04
v0 d
(� )�
dla rur gładkich l�0 =� f Re0 Re0 =� ; g� =� f t
(� )�
g�
5��� = 5�S� 13,55�\� = 0,0000011912
1,34"0,04
5�E�5�R�0 = = 44 996,6
0,0000011912
5��0 = 5�S� 44996,6 = 0,0217
0,3164
5�� =
4
5�E�5�R�
2"9,81"0,04"0,1712
5�?�2 = = 3,448 5�Z�
0
0,0217"1,342
0,0217
5���5� � = 3,448 - 1,28 = 1,176
0,04
9,81 0,0217 " 3,448 1,34 " 1,34 5�Z�
5���5�c�1 = 0,0522 - " " 0,2 = -0,182
1,28 0,04 2 " 9,81 5�`�
d
Ló� - zastępcza długośd sztolni, Lió� =� L +� x�
��
l�i
7. Obl. prędkośd przepływu wody w sztolni w czasie D�t
v1 =� v0 +� D�v1
5�Z�
5�c�1 = 1,34 + -0,182 = 1,158
5�`�
8. Obl. przyrost zwierciadła wody w komorze
D�t d
D�y2 =� -�v1Aszt Ló� =� L +� D�x� l�1 =� f Re1
(� )�
Ak l�1
5��1 = 5�S� 38926,17 = 0,02252
0,04
5�?�2 = 1,28 + 1,176 " = 3,3368 m
1
0,02252
3
 HYDRAULIKA
LABOLATORIUM
0,2
5���5�f�2 = -115,8 " 12,56 " = -10,28 5�P�5�Z� = -0,10285�Z�
5�� " 62
4
5�f�2 = 5�f�1 + 5���5�f�2 = 0,0522 + -0,1028 = -0,0506 5�Z�
ć�
v1 v1��
g l�1L1 ��
ó�
��
D�v2 =� y2 -� �� D�t
�� ��
L d 2g
Ł� ł�
9,81 0,02252 "3,368 1,158"1,158 5�Z�
5���5�c�2 = -0,0506 - " " 0,2 = -0,2762
1,28 0,04 2"9,81 5�`�
v2 =� v1 +� D�v2
5�Z�
5�c�2 = 1,58 + -0,2766 = 0,881
5�`�
4
 HYDRAULIKA
LABOLATORIUM
Obliczenia należy prowadzid do momentu uzyskania maksymalnej i minimalnej wartości y.
5�Z�3
Wyniki w tabeli dla 5�D�1 = 0,00168 6"
5�`�
Lp. y [m] v [m/s]
D�y [m] D�v [m/s]
1 - 0,1190 0,0522 - 0,1820 1,158
2 - 0,1027 - 0,0506 - 0,2762 0,880
3 - 0,0781 - 0,1288 - 0,3154 0,564
4 - 0,0501 - 0,1789 - 0,3249 0,239
5 - 0,0212 - 0,1992 - 0,3154 - 0,076
6 0,0067 - 0,1922 - 0,2935 - 0,369
7 0,0327 - 0,1592 - 0,2213 - 0,590
8 0,0524 - 0,1065 - 0,1081 - 0,698
9 0,0620 - 0,0439 0,0084 - 0,689
10 0,0612 0,0182 0,1019 - 0,587
11 0,0521 0,0701 0,1621 - 0,424
12 0,0376 0,1077 0,1947 - 0,229
13 0,0203 0,1273 0,2044 - 0,024
14 0,0021 0,1291 0,1980 0,174
15 - 0,0154 0,1135 0,1685 0,342
5�Z�3
Wykres zmian poziomu wody w komorze wyrównawczej y = f(t), dla 5�D�1 = 0,00168 :
5�`�
y=f(t)
-0,25
-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3
0
0,05
0,1
0,15
0,2
t [s]
5
y [m]
 HYDRAULIKA
LABOLATORIUM
5�Z�3
Wyniki w tabeli dla 5�D�2 = 0,00147 6"
5�`�
Lp. y [m] v [m/s]
D�y [m] D�v [m/s]
1 - 0,1030 0,0220 - 0,1570 1,013
2 - 0,0900 - 0,0680 - 0,2489 0,764
3 - 0,0678 - 0,1358 - 0,2930 0,470
4 - 0,0417 - 0,1767 - 0,3048 0,165
5 - 0,0146 - 0,1906 - 0,2970 - 0,132
6 0,0117 - 0,1782 - 0,2701 - 0,402
7 0,0357 - 0,1422 - 0,1928 - 0,594
8 0,0527 - 0,0894 - 0,0843 - 0,678
9 0,0602 - 0,0287 0,0235 - 0,654
10 0,0581 0,0301 0,1093 - 0,544
11 0,0483 0,0783 0,1647 - 0,379
12 0,0336 0,1116 0,1937 - 0,185
13 0,0164 0,1274 0,2012 0,016
14 - 0,0014 0,1255 0,1924 0,208
5�Z�3
Wykres zmian poziomu wody w komorze wyrównawczej y = f(t), dla 5�D�2 = 0,00147 6"
5�`�
y=f(t)
-0,25
-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3
0
0,05
0,1
0,15
t [s]
6
y [m]
 HYDRAULIKA
LABOLATORIUM
Po przeprowadzeniu obliczeo, oraz wykonaniu wykresów zmian wysokości poziomu wody w czasie w
komorze wyrównawczej, możemy stwierdzid iż obliczenia zostały wykonane poprawnie. Wykresy
sporządzone na podstawie wartości uzyskanych z obliczeo pokrywają się z dużą dokładnością z
wykresami sporządzonymi z wartości pomierzonych. Niewielkie odchylenia są wynikiem błędów
pomiarowych związanych z dokładnością pomiaru czasu (0,2s), oraz niepewnością odczytu
maksymalnej i minimalnej wysokości słupa wody w komorze wyrównawczej oszacowaną przez nas na
0,5cm. Ponadto sam wzór przyjęty do obliczeo może w niewielkim stopniu byd niedokładny.
7