Politechnika Wrocławska

Wydział Budownictwa

Lądowego i Wodnego

TEMAT : USTALONY WYPŁYW CIECZY PRZEZ DUŻY OTWÓR. WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA WYDATKU μ I SPORZĄDZENIE CHARAKTERYSTYKI OTWORU PROSTOKĄTNEGO

Wykonali:

Martyna Sadowska

Przemysław Różycki

Gracjan Rudnicki

1.Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest sporządzenie charakterystyki dużego otworu Q=Q(H2) i wyznaczenie współczynnika wydatku μ.

2.Podstawy teoretyczne :

Przelewem nazywamy przegrodę umieszczoną w kanale otwartym, która spiętrza płynącą wodę i powoduje jej przelewanie się przez przegrodę.

Rozróżniamy przelewy ze względu:

  1. na szerokość korony (o ostrej krawędzi, o kształtach praktycznych, o szerokiej koronie)

  2. w zależności od położenia zwierciadła wody dolnej (niezatopione i zatopione)

  3. na kształt wycięcia (prostokątne, trójkątne, paraboliczne, trapezowe)

  4. na usytuowanie w planie (proste, ukośne, boczne)

  5. od nachylenia ścianki piętrzącej (pionowo, ukośnie)

3. Opis stanowiska pomiarowego :

Pomiary przeprowadzone były dla otworu prostokątnego. Po ustablizowaniu się wypływu odczytano poziom zwierciadła wody w górnym zbiorniku. Następnie zmierzono czas, w jakim dolny zbiornik zostaje napełniony wodą. Czas został zmierzony dwukrotnie dla każdego poziomu wody. Prędkość przepływu była również regulowana. Wykonano pomiary dla 6 różnych poziomów wody w zbironiku górnym. Poniżej zestawienie pomiarów.

Schemat stanowiska :

0x01 graphic

4. Pomiary:

Rzędna dna zbiornika górnego Hd = 39.90 cm

Szerokość zbiornika górnego B = 28 cm

Powierzchnia dolnego zbiornika F = 4750 cm2

Przyrost warstwy cieczy w zbiorniku dolnym del. H=20cm

5. Opracowanie wyników pomiarów i obliczenia teoretyczne.

Dla przelewu prostokątnego:

b = 8,4cm d=3cm

Hp = 25,28cm

F = 4750 cm3 - powierzchnia zbiornika dolnego

nr

HWGi

[cm]

H1

[cm]

H2

[cm]

Vi

[cm3]

Qrz

[cm3/s]

Qt

[cm3/s]

ti

[s]

μ

H/pg

H/d

1

13,66

8,62

11,62

95000

2282,00

3547,6

41,63

0,64

0,79

3,87

2

16,59

5,69

8,69

95000

1855,80

2987,6

51,19

0,62

0,59

2,9

3

18,19

4,09

7,09

95000

1658,52

2631,1

57,28

0,69

0,48

2,36

4

19,05

3,23

6,23

95000

1521,46

2417,2

62,44

0,63

0,43

2,08

5

19,42

2,86

5,86

95000

1107,50

2319,0

85,78

0,48

0,4

1,95

6

20,57

1,71

4,71

95000

1071,00

1980,0

88,63

0,54

0,32

1,57

Przykład dla Hwgi=13,66

H2 = |Hwgi- Hp |

Hp = 25,28 cm H2 = 11,62 cm

Czas napełniania się zbiornika dolnego do objętości V = 95000 cm3 wynosi t = 41,63 s

Korzystając ze wzoru:

0x01 graphic

Rzeczywiste natężenie przelewu wynosi 2282 cm3/s

Natomiast Qt wynosi 3547,6 cm3/s, co obliczyliśmy ze wzoru:

0x01 graphic

Obliczamy współczynnik μ ze wzoru:

μ=Qrz/Qt

i wynosi 0,64

7. Wnioski.

Wartości współczynnika μ są do siebie podobne dla każdego pomiaru. Wyniki Q maleją wraz ze spadkiem wysokości wody w zbiorniku górnym co może świadczyć o poprawnym przeprowadzeniu ćwiczenia.

3