Schemat stanowiska
Wzory wyjściowe i wynikowe.
Ze wzoru na rzeczywisty strumień przepływu: $Q = \mu b\sqrt{g}{(\frac{2}{3h})}^{\frac{3}{2}}$ obliczam współczynnik przepływu: $\mu = \frac{Q}{b\sqrt{g}{(\frac{2}{3h})}^{\frac{3}{2}}}$
Wartość wysokości krytycznej liczę ze wzoru: $h_{\text{kr}} = \sqrt[3]{\frac{\alpha Q^{2}}{gb^{2}}}$, dla grubości koryta w przewężeniu b=25mm i współczynniku Coriolisa α=1.
By obliczyć teoretyczny strumień objętości korzystam ze wzoru na rzeczywisty strumień przepływu podstawiając pod współczynniku przepływu jego średnią wartość.
Tabela wielkości zmierzonych i obliczonych.
h | qv | z1 | z2 | z3 | z4 | z5 | z6 | z7 | z8 | z9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
mm | m3/h | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm |
115 | 6 | 102 | 97 | 93 | 89 | 85 | 81 | 78 | 75 | 71 |
110 | 5,5 | 97 | 92 | 87 | 84 | 80 | 77 | 73 | 70 | 67 |
103 | 5 | 90 | 85 | 80 | 76 | 73 | 69 | 67 | 64 | 61 |
95 | 4,5 | 82 | 78 | 74 | 70 | 67 | 64 | 61 | 59 | 56 |
88 | 4 | 76 | 72 | 68 | 64 | 62 | 59 | 56 | 54 | 52 |
80 | 3,5 | 68 | 64 | 61 | 58 | 55 | 53 | 51 | 49 | 46 |
73 | 3 | 61 | 57 | 54 | 51 | 49 | 47 | 45 | 43 | 41 |
64 | 2,5 | 53 | 49 | 46 | 44 | 42 | 41 | 39 | 38 | 36 |
55 | 2 | 45 | 42 | 39 | 37 | 36 | 35 | 34 | 33 | 32 |
43 | 1,5 | 35 | 32 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 26 | 25 |
33 | 1 | 25 | 23 | 22 | 22 | 21 | 21 | 21 | 22 | 22 |
25 | 0,5 | 19 | 18 | 18 | 18 | 17 | 17 | 17 | 17 | 16 |
qv | µ | hkr | qvt |
---|---|---|---|
m3/s | mm | mm | m3/s |
0,001667 | 1,003 | 77 | 0,001662 |
0,001528 | 0,983 | 72 | 0,001554 |
0,001389 | 0,986 | 68 | 0,001408 |
0,00125 | 1,002 | 63 | 0,001248 |
0,001111 | 0,999 | 59 | 0,001112 |
0,000972 | 1,008 | 53 | 0,000964 |
0,000833 | 0,991 | 48 | 0,00084 |
0,000694 | 1,006 | 43 | 0,00069 |
0,000556 | 1,011 | 37 | 0,00055 |
0,000417 | 1,096 | 30 | 0,00038 |
0,000278 | 1,087 | 23 | 0,000255 |
0,000139 | 0,824 | 15 | 0,000168 |
Przykłady obliczeń.
Współczynnik przepływu: $\mu = \frac{0,001667}{25*0,001\sqrt{9,81}{(\frac{2}{3}*115*0,001)}^{\frac{3}{2}}} \simeq 1,003mm$
Wartość średnia współczynnika przepływu µśr=0,999599
Wysokość krytyczna: $h_{\text{kr}} = \sqrt[3]{\frac{1*{0,001667}^{2}}{9,81{*(25*0,001)}^{2}}} \simeq 77mm$
Teoretyczny strumień objętości: $q_{\text{vt}} = 0,999599*25*0,001\sqrt{9,81}{(\frac{2}{3}115*0,001)}^{\frac{3}{2}} = 0,001662m^{3}/s$
Wykres.
Wnioski.
Teoretyczny przebieg charakterystyki strumienia objętości od wysokości wskazania na wodowskazie pokrywa się z punktami pomiarowymi. Jedynie ostatni punkt pomiarowy odbiega odrobinę od teoretycznej charakterystyki – zapewne dlatego że ostatnie pomiary wysokości w korycie Venturiego nie były zbyt dokładne gdyż zlewały się ze sobą dla qv=0,5m3/h. Z obliczeń wynika, iż im większy strumień przepływu, tym większe spiętrzenie.