Schemat stanowiska
Wzory wyjściowe i wynikowe
Wartość współczynnika przelewu:
Wartość teoretycznego strumienia objętości:
Zależność pomiędzy mierzoną głębokością cieczy i głębokością krytyczną:
gdzie:
- strumień objętości cieczy (wskazywany przez rotametr)
- teoretyczny strumień objętości cieczy
- współczynnik przepływu
- szerokość przewężenia (25 mm)
- wysokość poziomu wody przed zwężką
- głębokość krytyczna
- głębokość cieczy mierzona na zwężce w równych odległościach od siebie (co 10 mm)
- przyspieszenie ziemskie (9,81 $\frac{m}{s^{2}}$)
Tabela pomiarowo - wynikowa
Tabela 1. Zestawienie danych pomiarowych oraz wyników obliczeń
L.p. | qv | h1 | z1 | z2 | z3 | z4 | z5 | z6 | z7 | z8 | z9 | hkr | μ | μśr | qv t |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
m3/h | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | - | - | dm3/s | |
1. | 6 | 115 | 105 | 99 | 95 | 91 | 87 | 83 | 80 | 76 | 73 | 76,8 | 1,00 | 0,944 | 1,57 |
2. | 5,5 | 112 | 98 | 95 | 92 | 87 | 84 | 80 | 77 | 73 | 70 | 72,5 | 0,96 | 1,51 | |
3. | 5 | 105 | 92 | 87 | 84 | 80 | 77 | 72 | 70 | 67 | 63 | 68,0 | 0,96 | 1,37 | |
4. | 4,5 | 97 | 85 | 82 | 78 | 74 | 71 | 66 | 63 | 61 | 58 | 63,4 | 0,97 | 1,22 | |
5. | 4 | 94 | 80 | 76 | 72 | 69 | 66 | 63 | 60 | 57 | 55 | 58,6 | 0,90 | 1,16 | |
6. | 3,5 | 86 | 73 | 68 | 65 | 62 | 58 | 56 | 54 | 52 | 50 | 53,6 | 0,90 | 1,01 | |
7. | 3 | 76 | 65 | 61 | 57 | 55 | 53 | 50 | 48 | 46 | 45 | 48,4 | 0,93 | 0,84 | |
8. | 2,5 | 67 | 57 | 54 | 51 | 48 | 46 | 44 | 43 | 42 | 40 | 42,8 | 0,94 | 0,70 | |
9. | 2 | 58 | 48 | 46 | 43 | 41 | 38 | 37 | 36 | 35 | 34 | 36,9 | 0,93 | 0,56 | |
10. | 1,5 | 48 | 39 | 37 | 35 | 33 | 32 | 31 | 30 | 29 | 28 | 30,5 | 0,93 | 0,42 | |
11. | 1 | 36 | 28 | 26 | 25 | 24 | 24 | 24 | 24 | 23 | 23 | 23,3 | 0,95 | 0,27 |
Przykładowe obliczenia:
na podstawie pomiaru nr 3:
Współczynnik przelewu :
Teoretyczny strumień objętości:
Zależność pomiędzy mierzoną głębokością cieczy i głębokością krytyczną :
$$h_{\text{kr}} = \sqrt[3]{\frac{q_{v}^{2}}{gb^{2}}} = \sqrt[3]{\frac{{(\frac{5}{3600})}^{2}}{9,81 \bullet {0,025}^{2}}} \approx 68\ \text{mm}$$
Wnioski
Dzięki otrzymanej charakterystyce, można zauważyć, że wraz z malejącymi wartościami strumienia objętości, maleje wysokość poziomu cieczy w zwężce Venturiego. Punkty wyznaczone doświadczalnie znajdują się w pobliżu krzywej teoretycznej zależności głębokości cieczy od strumienia objętości, co świadczy o poprawnym wykonaniu doświadczenia. Na podstawie wykonanych obliczeń można zauważyć, że im mniejszy strumień objętości, tym mniejsza wartość krytyczna głębokości . Krzywe na wykresie z = f (l) są względem siebie równoległe. Pomiar poszczególnych głębokości cieczy w korycie był utrudniony ze względu na ciągłe poruszanie się powierzchni cieczy podczas przepływu, z czego mogą wynikać niedokładności.