4. Wzory wyjściowe i wynikowe
Rzeczywisty strumień przepływu oraz współczynnik przepływu:
$$q_{\text{vt}} = \mu*b\sqrt{g}*\left( \frac{2}{3}*h_{1} \right)^{\frac{3}{2}} \rightarrow \ \mu = \frac{q_{v}}{b\sqrt{g}*\left( \frac{2}{3}*h_{1} \right)^{\frac{3}{2}}}\ $$
Wysokość krytyczna:
$$h_{\text{kr}} = \sqrt[3]{\frac{\alpha*q_{v}^{2}}{g*b^{2}}}$$
b - szerokość przewężenia = 25mm
qv - strumień objętości cieczy (wskazywany przez rotametr)
qvt - teoretyczny strumień objętości cieczy
μ - współczynnik przepływu
h1 - głębokość cieczy w korycie
hkr - głębokość krytyczna
zi - głębokość cieczy mierzona na zwężce w równych odległościach od siebie, (co 10mm)
5. Tabele pomiarowe i wynikowe
qv | h1 | z1 | z2 | z3 | z4 | z5 | z6 | z7 | z8 | z9 | μ | μśr | hkr | qvt | ht |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
m3/h | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | - | - | mm | m3/h | mm |
6,2 | 119 | 106 | 102 | 98 | 94 | 90 | 86 | 82 | 78 | 74 | 0,984 | 0,988 | 78,5 | 6,30 | 120 |
5,8 | 113 | 100 | 95 | 91 | 86 | 83 | 80 | 76 | 73 | 70 | 0,995 | 75,1 | 5,53 | 110 | |
5,4 | 108 | 96 | 92 | 87 | 83 | 80 | 76 | 73 | 69 | 66 | 0,992 | 71,6 | 4,80 | 100 | |
5 | 105 | 91 | 87 | 83 | 79 | 76 | 72 | 69 | 66 | 63 | 0,958 | 68,0 | 4,09 | 90 | |
4,6 | 97 | 84 | 80 | 76 | 72 | 69 | 66 | 63 | 60 | 58 | 0,992 | 64,3 | 3,43 | 80 | |
4,2 | 92 | 79 | 75 | 71 | 68 | 65 | 62 | 60 | 57 | 54 | 0,981 | 60,6 | 2,81 | 70 | |
3,8 | 86 | 73 | 69 | 66 | 63 | 60 | 57 | 55 | 53 | 51 | 0,982 | 56,6 | 2,51 | 65 | |
3,4 | 80 | 68 | 65 | 61 | 58 | 55 | 53 | 51 | 49 | 47 | 0,979 | 52,6 | 2,23 | 60 | |
3 | 74 | 63 | 59 | 56 | 53 | 50 | 48 | 46 | 45 | 43 | 0,971 | 48,4 | 1,70 | 50 | |
2,6 | 66 | 55 | 52 | 49 | 47 | 45 | 43 | 41 | 40 | 38 | 0,999 | 44,0 | 1,21 | 40 | |
2,2 | 59 | 48 | 46 | 44 | 42 | 40 | 38 | 37 | 36 | 34 | 1,000 | 39,3 | 0,79 | 30 | |
1,8 | 52 | 42 | 39 | 37 | 35 | 34 | 33 | 32 | 31 | 30 | 0,989 | 34,4 | 0,43 | 20 | |
1,4 | 43 | 34 | 32 | 30 | 29 | 28 | 27 | 27 | 26 | 25 | 1,023 | 29,1 | 0,15 | 10 |
6. Przykładowe obliczenia
$$\mu = \frac{q_{v}}{b\sqrt{g}*\left( \frac{2}{3}*h_{1} \right)^{\frac{3}{2}}} = \frac{\frac{5,8}{3600}}{0,025*\sqrt{9,81}*\left( \frac{2}{3}*0,114 \right)^{\frac{3}{2}}} = 0,995$$
$$q_{\text{vt}} = \mu_{sr}*b\sqrt{g}*\left( \frac{2}{3}*h_{t1} \right)^{\frac{3}{2}} = 0,988*0,025\sqrt{9,81}*\left( \frac{2}{3}*0,120 \right)^{\frac{3}{2}} = 6,30\ m^{3}/h$$
$$h_{\text{kr}} = \sqrt[3]{\frac{\alpha*q_{v}^{2}}{g*b^{2}}} = \sqrt[3]{\frac{1*\left( \frac{5,8}{3600} \right)^{2}}{9,81*{0,025}^{2}}} = 75,1\ mm$$
7. Wnioski i uwagi
Pomiary wyznaczone podczas przeprowadzonego doświadczenia prawie pokrywają się z linią teoretyczną zależności głębokości cieczy od strumienia objętości. Błędy pomiarowe wynikają z niedokładnie wyznaczonego strumienia objętości, regulowanego przez zawór oraz ciągłym poruszaniem się powierzchni wody, przez co trudno było odczytać dokładne wysokości.