Tabela pomiarów:
Lp. | h1 | V | t |
---|---|---|---|
mm | dm3 | s | |
1 | 62,62 | 25 | 64,66 |
2 | 57,2 | 20 | 66,54 |
3 | 52,8 | 15 | 62,57 |
4 | 50,4 | 13 | 62,62 |
5 | 47,68 | 10 | 58,16 |
6 | 41,34 | 8 | 63,22 |
7 | 38,22 | 7 | 66,12 |
8 | 29,08 | 4 | 64,54 |
9 | 23,72 | 2 | 79,6 |
Strumień objętości:
$$q_{v}^{'} = \frac{V}{t}$$
$$q_{v}^{'} = \frac{25}{64,66 \bullet 1000}$$
$$q_{v}^{'} = 0,000387\frac{m^{3}}{s}$$
$$q_{v}^{'} = 0,387\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
Współczynnik przepływu:
$$\mu = \frac{15 \bullet q_{v}^{'}}{4 \bullet 2 \bullet h^{2} \bullet \text{tg}15 \bullet \sqrt{2 \bullet g \bullet h}}$$
$$\mu = \frac{15 \bullet 0,000387}{4 \bullet 2 \bullet {0,0599}^{2} \bullet \text{tg}15 \bullet \sqrt{2 \bullet 9,81 \bullet 0,0599}}$$
μ = 0, 695
Średnia wartość współczynnika przepływu:
$$\mu_{sr} = \frac{\sum_{}^{}\mu_{i}}{i}$$
$$\mu_{sr} = \frac{6,217}{9}$$
μsr = 0, 691
Teoretyczny strumień objętości:
$$q_{V_{T}}^{'} = \frac{4}{15} \bullet \mu_{sr} \bullet b \bullet h \bullet \sqrt{2 \bullet g \bullet h}$$
b = 2 • h • tg15
$$q_{V_{T}}^{'} = \frac{4}{15} \bullet \mu_{sr} \bullet 2 \bullet h^{2} \bullet \text{tg}15 \bullet \sqrt{2 \bullet g \bullet h}$$
$$q_{V_{T}}^{'} = \frac{4}{15} \bullet 0,691 \bullet 2 \bullet {0,0599}^{2} \bullet \text{tg}15 \bullet \sqrt{2 \bullet 9,81 \bullet 0,0599}$$
$$q_{V_{T}}^{'} = 0,000384\frac{m^{3}}{s}$$
$$q_{V_{T}}^{'} = 0,384\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
Wysokość strugi przelewowej:
hs = h • ξl
hs = 0, 0599 • 2, 18
hs = 131mm
Stosunek strumieni przepływu:
$$\xi_{Q} = \sqrt{\xi_{l}^{5}}$$
$$\xi_{Q} = \sqrt{2{,18}^{5}}$$
ξQ = 7, 017
Strumień objętościowy rzeczywisty dla określonej skali liniowej:
qv = qv′ • ξQ
qv = 0, 387 • 7, 017
$$q_{v}^{} = 2,71\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
Strumień objętościowy teoretyczny dla określonej skali liniowej:
qVT = qVT′ • ξQ
qVT = 0, 384 • 7, 017
$$q_{V_{T}}^{} = 2,70\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$
Tabela wyników:
qv′ |
μ |
qVT′ |
hs |
qv |
qVT |
---|---|---|---|---|---|
$$\frac{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{s}}$$ |
- | $$\frac{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{s}}$$ |
mm | $$\frac{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{s}}$$ |
$$\frac{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{s}}$$ |
0,387 | 0,695 | 0,384 | 131 | 2,713 | 2,697 |
0,301 | 0,685 | 0,303 | 119 | 2,109 | 2,128 |
0,240 | 0,674 | 0,246 | 109 | 1,682 | 1,724 |
0,208 | 0,660 | 0,217 | 104 | 1,457 | 1,525 |
0,172 | 0,633 | 0,188 | 98 | 1,206 | 1,317 |
0,127 | 0,681 | 0,128 | 84 | 0,888 | 0,901 |
0,106 | 0,703 | 0,104 | 77 | 0,743 | 0,730 |
0,062 | 0,866 | 0,049 | 58 | 0,435 | 0,347 |
0,025 | 0,620 | 0,028 | 46 | 0,176 | 0,197 |
h', mm | h, mm | qv', dm^3/s | qv, dm^3/s |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0,000 | 0,000 |
5 | 10,9 | 0,001 | 0,005 |
10 | 21,8 | 0,004 | 0,031 |
15 | 32,7 | 0,012 | 0,085 |
20 | 43,6 | 0,025 | 0,174 |
25 | 54,5 | 0,043 | 0,303 |
30 | 65,4 | 0,068 | 0,478 |
35 | 76,3 | 0,100 | 0,703 |
40 | 87,2 | 0,140 | 0,982 |
45 | 98,1 | 0,188 | 1,318 |
50 | 109 | 0,244 | 1,715 |
55 | 119,9 | 0,310 | 2,177 |
60 | 130,8 | 0,386 | 2,706 |
65 | 141,7 | 0,471 | 3,305 |
70 | 152,6 | 0,567 | 3,978 |
h' – wyskość przelewu modelowego
h – wysokość przelewu rzeczywistego dla zadanej skali
qv' – strumień objętości modelowy
qv – strumień objętości rzeczywisty dla zadanej skali
Wnioski
Wyniki, które otrzymaliśmy potwierdzają nieliniową zależność wysokości spiętrzenia od strumienia objętości.
Jako liczbę podobieństwa wykorzystaliśmy liczbę Froude’a, ponieważ siłą dominująca w naszym doświadczeniu jest siła ciężkości.
Dokonując pomiarów na modelu o znanej skali liniowej można sporządzić charakterystykę rzeczywistego przelewu mierniczego.