Schemat stanowiska
Wzory wyjściowe i wynikowe
$\overset{\overline{}}{h} = \frac{h_{1} + h_{2} + h_{3}}{3}$- wartość średnia wysokości spiętrzenia wody (względna)
$h = \overset{\overline{}}{h} - \ h_{0}$ – wartość wysokości spiętrzenia wody (bezwzględna)
$q_{v} = \frac{\dot{V}}{t}$ - strumień objętości
$q_{v} = \frac{4}{15}\text{μbh}\sqrt{2gh}$ - strumień objętości przez przelew trójkątny
$b = 2\text{h\ tg}\left( \frac{\alpha}{2} \right)$- szerokość otworu
$\mu = \frac{15q_{v}}{8h^{2}\sqrt{2gh}\text{\ tg}\left( \frac{\alpha}{2} \right)}$ - współczynnik wypływu dla przelewu trójkątnego
$q_{v} = \frac{8}{15}\overset{\overline{}}{\mu}h^{2}\sqrt{2gh}\text{\ tg}\left( \frac{\alpha}{2} \right)$- teoretyczny strumień objętości
Podobieństwo:
h′ = ξ ht – wartość wysokości spiętrzenia
$q_{v}^{'} = q_{\text{vt}}\ \sqrt{\xi^{5}}$ – wartość strumienia przepływu
- strumień objętości przepływającej wody
- wysokość spiętrzenia wody
- szerokość przelewu
- kąt rozwarcia otworu trójkątnego
- współczynnik wypływu
- objętość przepływającej cieczy
- czas, w jakim przepływała ciecz
$g = 9,81\frac{m}{s^{2}}\ $– przyspieszenie ziemskie
ξ = 13, 33 – liczba podobieństwa
h0 = 0, 004 m− wysokość trójkąta, punkt zerowy
Tabela pomiarowo-wynikowa
h0 | α |
ξ |
g |
---|---|---|---|
m | ° | $$\frac{m}{s^{2}}$$ |
|
0,004 | 30 | 13,33 | 9,81 |
V | t | h1 | h2 | h3 | h | qv | u | uśr | qvt |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
m3 | s | cm | cm | cm | m | $$\frac{dm^{3}}{s}$$ |
- | - | $$\frac{dm^{3}}{s}$$ |
0,07 | 65 | 9,452 | 9,626 | 9,606 | 0,091 | 1,08 | 0,673 | 0,668 | 1,07 |
0,05 | 60 | 8,840 | 8,716 | 8,718 | 0,083 | 0,83 | 0,655 | 0,85 | |
0,05 | 70 | 8,198 | 8,180 | 8,184 | 0,078 | 0,71 | 0,670 | 0,71 | |
0,04 | 66 | 7,736 | 7,752 | 7,750 | 0,073 | 0,61 | 0,658 | 0,61 | |
0,04 | 79 | 7,264 | 7,192 | 7,216 | 0,068 | 0,51 | 0,662 | 0,51 | |
0,03 | 72 | 6,744 | 6,678 | 6,668 | 0,063 | 0,42 | 0,666 | 0,42 | |
0,03 | 85 | 6,214 | 6,232 | 6,236 | 0,058 | 0,35 | 0,685 | 0,34 | |
0,02 | 71 | 5,826 | 5,818 | 5,824 | 0,054 | 0,28 | 0,655 | 0,29 | |
0,02 | 93 | 5,272 | 5,240 | 5,228 | 0,048 | 0,22 | 0,663 | 0,22 | |
0,01 | 78 | 4,390 | 4,368 | 4,342 | 0,040 | 0,13 | 0,653 | 0,13 | |
0,01 | 101 | 3,924 | 3,944 | 3,942 | 0,035 | 0,10 | 0,673 | 0,10 | |
0,005 | 116 | 2,896 | 2,894 | 2,898 | 0,025 | 0,04 | 0,704 | 0,04 |
h | qv | h' | qv' |
---|---|---|---|
m | $$\frac{dm^{3}}{s}$$ |
m | $$\frac{m^{3}}{s}$$ |
0,091 | 1,08 | 1,22 | 0,70 |
0,083 | 0,83 | 1,11 | 0,54 |
0,078 | 0,71 | 1,04 | 0,46 |
0,073 | 0,61 | 0,98 | 0,39 |
0,068 | 0,51 | 0,91 | 0,33 |
0,063 | 0,42 | 0,84 | 0,27 |
0,058 | 0,35 | 0,77 | 0,23 |
0,054 | 0,28 | 0,72 | 0,18 |
0,048 | 0,22 | 0,64 | 0,14 |
0,040 | 0,13 | 0,53 | 0,08 |
0,035 | 0,10 | 0,47 | 0,06 |
0,025 | 0,04 | 0,33 | 0,03 |
Przykładowe obliczenia
$\overset{\overline{}}{h} = \frac{h_{1} + h_{2} + h_{3}}{3} = \frac{9,452 + 9,626 + 9,606}{3} \approx 9,56\ cm = 0,095\ m$
$h = \overset{\overline{}}{h} - \ h_{0} = 0,0956 - 0,004 = 0,0916\ m$
$q_{v} = \frac{\dot{V}}{t} = \frac{0,07}{70,16} = 1,08 \times 10^{- 4}\frac{m^{3}}{s} = 1,077\frac{dm^{3}}{s}$
$\mu = \frac{15q_{v}}{8h^{2}\sqrt{2gh}\text{\ tg}\left( \frac{\alpha}{2} \right)} = \frac{15 \bullet 1,08 \times 10^{- 4}}{8 \bullet {0,095}^{2} \bullet \sqrt{2 \bullet 9,81 \bullet 0,095} \bullet tg(\frac{30}{2})} \approx 0,673$
$$q_{\text{vt}} = \frac{8}{15}\overset{\overline{}}{\mu}h^{2}\sqrt{2gh}\text{\ tg}\left( \frac{\alpha}{2} \right) =$$
$$= \frac{8}{15} \bullet 0,668 \bullet {0,095}^{2} \bullet \sqrt{2 \bullet 9,81 \bullet 0,095} \bullet tg\left( \frac{30}{2} \right) \approx$$
$$\approx 1,08 \times 10^{- 3}\frac{m^{3}}{s} = 1,08\frac{dm^{3}}{s}$$
h′ = ξ ht = 91 • 13, 33 ≈ 1217 mm = 1, 22m
$q_{v}^{'} = q_{\text{vt}}\ \sqrt{\xi^{5}} = 1,08 \times 10^{- 3} \bullet \sqrt{{23,33}^{5}} \approx 0,70\frac{m^{3}}{s}$
Wnioski
Wykres