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 :

4. Pomiary:

Rzędna dna zbiornika górnego H_d = 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

H_p = 25,28cm

F = 4750 cm³ - powierzchnia zbiornika dolnego

nr	HWGi [cm]	H1 [cm]	H2 [cm]	Vi [cm^3]	Qrz [cm^3/s]	Qt [cm^3/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 H_wgi=13,66

H₂ = |H_wgi- H_p |

H_p = 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:

Rzeczywiste natężenie przelewu wynosi 2282 cm³/s

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

Obliczamy współczynnik μ ze wzoru:

μ=Q_rz/Q_t

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

---