ZAKŁAD BUDOWNICTWA WODNEGO POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

INSTYTUT GEOTECHNIKI I WYDZIAŁ BUDOWNICTWA

HYDROTECHNIKI LĄDOWEGO I WODNEGO

LABORATORIUM Z HYDRAULIKI

ĆWICZENIE NR 4

Rok akademicki 1998/99 Wykonali:

Rok III semestr V gr.7 D HUBERT FARON

Prowadzący : MIROSŁAW ŚWIĘS

dr inż. ANDRZEJ POPOW GRZEGORZ ZBIERAŃSKI

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika wydatku
i sporządzenie charakterystyki przelewu mierniczego.

2. Podstawy teoretyczne

Przelewem nazywamy przegrodę umieszczoną w kanale otwartym, która spiętrza płynącą wodę i powoduje jej przelewanie się przez przegrodę.

Rozróżniamy przelewy ze względu:

1. na szerokość korony (o ostrej krawędzi, o kształtach praktycznych, o szerokiej koronie)

2. w zależności od położenia zwierciadła wody dolnej (niezatopione i zatopione)

3. na kształt wycięcia (prostokątne, trójkątne, paraboliczne, trapezowe)

4. na usytuowanie w planie (proste, ukośne, boczne)

5. od nachylenia ścianki piętrzącej (pionowo, ukośnie)

W zjawiskach wypływu cieczy strumień zwęża się i jego przekrój jest mniejszy od przekroju otworu. Zjawisko to wywołane jest dławieniem strumienia wzdłuż krawędzi otworu - brakiem możliwości nagłej zmiany kierunku przepływu.

Współczynnik zwężenia α=d/D , gdzie d-średnica zwężonego strumienia, D - średnica otworu. α=0,61-0,64

W zjawiskach wypływu cieczy wskutek istnienia oporów ruchu prędkość wypływu jest mniejsza od prędkości teoretycznej. Jest to uwzględnione za pomocą współczynnika prędkości ϕ. Zależy on od lepkości cieczy, wielkości i kształtu otworu i wysokości napełnienia zbiornika. ϕ=0,97-0,98

Współczynnik wydatku μ=α⋅ϕ (μ=0,59-0,63) jest zależny od wymiarów i kształtu otworu, ciśnienia, sposobu wykonania otworu i położenia w stosunku do sąsiednich ścianek zbiornika.

Prędkość przepływu
. Elementarne natężenie przepływu
, a całkowite natężenie wypływu jest równe
.

3. Stanowisko pomiarowe.

1. Zbiornik dolny 2. Podziałka 3. Zbiornik górny 4. Igła pomiarowa

5. Rura napełniająca 6. Przegroda

4. Uwagi i wnioski

Na błędy pomiaru największy wpływ ma błąd związany z odczytem poziomu cieczy
w zbiorniku dolnym ze względu na problem z dokładnym odczytaniem wartości z podziałki milimetrowej. Aby zminimalizować ten błąd należałoby napełniać zbiornik dolny większą ilością wody ( jednak czas trwania zajęć nie pozwalał nam na takie postępowanie).

Poziom wody był trudny do odczytania z uwagi na skokowe zmiany jej wysokości. Związane było to z dynamicznym wypływem wody ze zbiornika. Dodatkową wielkością prowadzącą do niedokładnego obliczenia współczynnika wydatku był pomiar czasu stoperem.

---