Schemat stanowiska
Zbiornik na wodę
Pompa
Zawór
Wodomierz
Zbiornik przelewowy
Zbiornik odpływowy
Szczelina zbiornika przelewowego o kształcie trójkąta równoramiennego 30 stopni
Tabela pomiarowa
L.p. | h0 | h1 | h | V | τ | qV | b |
---|---|---|---|---|---|---|---|
- | mm | mm | mm | dm³ | s | dm³/s | mm |
1. | 2,48 | 65,52 | 63,04 | 30 | 70,31 | 0,427 | 33,78 |
2. | 61,58 | 59,1 | 25 | 69,97 | 0,357 | 31,67 | |
3. | 57,88 | 55,4 | 20 | 64,21 | 0,311 | 29,69 | |
4. | 54,02 | 51,54 | 15 | 60,69 | 0,247 | 27,62 | |
5. | 50,7 | 48,22 | 12 | 59,58 | 0,201 | 25,84 | |
6. | 46,62 | 44,14 | 11 | 60 | 0,183 | 23,65 | |
7. | 42,74 | 40,26 | 9 | 64,35 | 0,140 | 21,58 | |
8. | 38,44 | 35,96 | 7 | 63,81 | 0,110 | 19,27 | |
9. | 31,66 | 29,18 | 5 | 75,56 | 0,066 | 15,64 | |
10. | 29,52 | 27,04 | 4 | 73,37 | 0,055 | 14,49 |
Wzory oraz przykładowe obliczenia
Strumień dla przelewu trójkątnego:
$$qv = \frac{V}{t} = \frac{30}{63,04} = 0,427\ \frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
$\alpha_{1} = \frac{\alpha}{2} = \frac{30}{2} = 15$, ξ = 2, 22
b = 2htgα1
b = 2htgα1 = 2 * 63, 04 * 9, 81 * 0, 2679 = 33, 78 mm
$$\mathbf{q}_{\mathbf{\text{vt}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{4}}{\mathbf{15}}\mathbf{u}_{\mathbf{0}}\mathbf{\text{bh}}\sqrt{\mathbf{2}\mathbf{\text{gh}}}$$
$$q_{\text{vt}} = \frac{4}{15}u_{0}\text{bh}\sqrt{2gh} = \frac{4}{15}2,16*10^{- 5}*33,78*\sqrt{2*9,81*63,04} = 0,431\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
$$\mathbf{u =}\frac{\mathbf{15}\mathbf{q}_{\mathbf{v}}}{\mathbf{4}\mathbf{\text{bh}}\sqrt{\mathbf{2}\mathbf{\text{gh}}}}$$
$$u = \frac{15q_{v}}{4bh\sqrt{2gh}} = \frac{15*0,427}{4*33,78*63,04\sqrt{29,81*63,04}} = 2,14*10^{- 5}$$
qvtξ = qvt * ξ
hξ=h * ξ
Tabela wynikowa
µ | qvt | hrz | qvrz | qvtrz |
---|---|---|---|---|
- | dm³/s | mm | dm³/s | dm³/s |
2,14E-05 | 0,431 | 139,95 | 0,947 | 0,956 |
2,10E-05 | 0,367 | 131,20 | 0,793 | 0,814 |
2,15E-05 | 0,312 | 122,99 | 0,691 | 0,692 |
2,05E-05 | 0,260 | 114,42 | 0,549 | 0,578 |
1,97E-05 | 0,220 | 107,05 | 0,447 | 0,489 |
2,24E-05 | 0,177 | 97,99 | 0,407 | 0,392 |
2,15E-05 | 0,140 | 89,38 | 0,310 | 0,312 |
2,23E-05 | 0,106 | 79,83 | 0,244 | 0,235 |
2,27E-05 | 0,063 | 64,78 | 0,147 | 0,139 |
2,27E-05 | 0,052 | 60,03 | 0,121 | 0,115 |
2,16E-05 |
Wykres
Wnioski
Po wykreśleniu charakterystyki przepływu przez okno przelewowe o kształcie trójkąta równobocznego, zauważono, że wysokość spiętrzenia w oknie przelewowym jest zależna od natężenia przepływu strumienia wody. Ta zależność czyni daną metodę prostym sposobem na wyznaczanie natężenia przepływu strumienia wody bez dodatkowych narzędzi.
Z tabeli wynikowej jak i z charakterystyki można wywnioskować, że wraz ze zwiększeniem się wysokości spiętrzenia wzrasta także strumień objętości w otworze mierniczym.