Schemat stanowiska
Wzory
Wartość współczynnika przelewu obliczam z zależności:
Wartość teoretycznego strumienia objętości obliczam z zależności:
Pomiędzy mierzoną głębokością cieczy i głębokością krytyczną zachodzi zależność:
Tabela pomiarowo - wynikowa
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 | - | - | m3/h | |
1. | 5,7 | 111 | 99 | 94 | 89 | 85 | 82 | 78 | 75 | 72 | 70 | 74,2 | 1,00 | 0,948 | 5,38 |
2. | 5,2 | 109 | 96 | 91 | 87 | 83 | 80 | 76 | 72 | 69 | 66 | 69,8 | 0,942 | 5,23 | |
3. | 4,7 | 104 | 89 | 85 | 80 | 77 | 74 | 70 | 66 | 62 | 58 | 65,3 | 0,913 | 4,88 | |
4. | 4,2 | 98 | 84 | 79 | 75 | 70 | 68 | 64 | 62 | 59 | 56 | 60,6 | 0,892 | 4,46 | |
5. | 3,7 | 86 | 74 | 70 | 66 | 63 | 60 | 58 | 55 | 52 | 50 | 55,6 | 0,956 | 3,67 | |
6. | 3,2 | 81 | 69 | 64 | 61 | 58 | 54 | 51 | 49 | 48 | 45 | 50,5 | 0,905 | 3,35 | |
7. | 2,7 | 70 | 58 | 54 | 50 | 49 | 47 | 44 | 43 | 41 | 40 | 45,1 | 0,950 | 2,69 | |
8. | 2,2 | 61 | 51 | 48 | 45 | 43 | 40 | 39 | 38 | 37 | 35 | 39,3 | 0,952 | 2,19 | |
9. | 1,7 | 53 | 41 | 39 | 37 | 35 | 33 | 32 | 31 | 30 | 29 | 33,1 | 0,908 | 1,77 | |
10. | 1,2 | 38 | 29 | 27 | 25 | 24 | 23 | 21 | 21 | 21 | 20 | 26,3 | 1,06 | 1,08 |
Oznaczenia symboli:
- 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 $\frac{m}{s^{2}}$)
Przykładowe obliczenia
Współczynnik przelewu (dla pomiaru nr 2)
Teoretyczny strumień objętości
Pomiędzy mierzoną głębokością cieczy i głębokością krytyczną zachodzi zależność
$$h_{\text{kr}} = \sqrt[3]{\frac{q_{v}^{2}}{gb^{2}}} = \sqrt[3]{\frac{{(\frac{5,2}{3600})}^{2}}{9,81 \bullet {0,025}^{2}}} \approx 69,8\ mm$$
Wnioski
Na podstawie otrzymanej charakterystyki widać, iż wraz z malejącą wartością strumienia objętości maleje także wysokość poziomu cieczy w zwężce Venturiego. Punkty wyznaczone podczas doświadczenia prawie pokrywają się z linią teoretyczną zależności głębokości cieczy od strumienia objętości, co świadczy o poprawności przeprowadzenia pomiarów. Są one jednak obarczone niedokładnością, wynikającą z trudności w ustawieniu za pomocą zaworu dokładnej wartości strumienia objętości na rotametrze oraz ciągłym poruszaniem się powierzchni wody podczas przepływu, co utrudniało dokładny odczyt głębokości cieczy w korycie w punktach pomiarowych. Wartość krytyczna głębokości obrazuje miejsce, w którym przepływ przechodzi ze spokojnego w rwący. Na podstawie wyników zebranych w tabeli można stwierdzić, że im mniejszy strumień objętości, tym szybciej przepływ przechodzi w rwący. Krzywe na wykresie z = f (l) są względem siebie równoległe, a minimalne różnice wynikają z niedokładności odczytu głębokości z na wodowskazie.
POPRAWA
Tabela pomiarowo - wynikowa
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. | 5,7 | 111 | 99 | 94 | 89 | 85 | 82 | 78 | 75 | 72 | 70 | 74,2 | 1,00 | 0,948 | 1,49 |
2. | 5,2 | 109 | 96 | 91 | 87 | 83 | 80 | 76 | 72 | 69 | 66 | 69,8 | 0,942 | 1,45 | |
3. | 4,7 | 104 | 89 | 85 | 80 | 77 | 74 | 70 | 66 | 62 | 58 | 65,3 | 0,913 | 1,35 | |
4. | 4,2 | 98 | 84 | 79 | 75 | 70 | 68 | 64 | 62 | 59 | 56 | 60,6 | 0,892 | 1,24 | |
5. | 3,7 | 86 | 74 | 70 | 66 | 63 | 60 | 58 | 55 | 52 | 50 | 55,6 | 0,956 | 1,02 | |
6. | 3,2 | 81 | 69 | 64 | 61 | 58 | 54 | 51 | 49 | 48 | 45 | 50,5 | 0,905 | 0,93 | |
7. | 2,7 | 70 | 58 | 54 | 50 | 49 | 47 | 44 | 43 | 41 | 40 | 45,1 | 0,950 | 0,75 | |
8. | 2,2 | 61 | 51 | 48 | 45 | 43 | 40 | 39 | 38 | 37 | 35 | 39,3 | 0,952 | 0,61 | |
9. | 1,7 | 53 | 41 | 39 | 37 | 35 | 33 | 32 | 31 | 30 | 29 | 33,1 | 0,908 | 0,49 | |
10. | 1,2 | 38 | 29 | 27 | 25 | 24 | 23 | 21 | 21 | 21 | 20 | 26,3 | 1,06 | 0,30 |