Oznaczenia oraz dane

h₁, cm - głębokość wody przed zwężką

z_i, cm - poziomy wody na zwężce mierzone w równych odstępach

b=25 mm - szerokość przewężenia

q_v, m³/h - strumień objętości wskazywany przez rotametr

q_vth , m³/h - teoretyczny strumień objętości

h_2, cm - głębokość krytyczna

μ - doświadczalny współczynnik uwzględniający wielkości pominięte w uogólnionym równaniu Bernoulliego

Wzory wykorzystane w trakcie opracowywania wyników pomiarów i przykładowe obliczenia

Tablica danych

qv m3/h	h1	z1	z2	z3	z4	z5	μ	h2	xh2	qv teor
6,2	12,1	10,8	10	9,1	8,3	7,2	30,36	8,1	5,3	6,0
5,8	11,9	10,5	9,5	8,7	7,9	7,2	29,12	7,9	5,0	5,9
5,4	11,2	9,9	9,1	8,2	7,5	6,9	29,69	7,5	5,0	5,4
5	10,5	9,2	8,3	7,5	6,9	6,4	30,29	7,0	4,8	4,9
4,6	10,1	8,8	7,9	7,2	6,6	6	29,53	6,7	4,8	4,6
4,2	9,6	8,3	7,5	6,7	6,2	5,7	29,10	6,4	4,6	4,3
3,8	8,9	7,7	6,9	6,3	5,8	5,3	29,50	5,9	4,7	3,8
3,4	8,2	7,1	6,4	5,8	5,3	4,9	29,84	5,5	4,7	3,4
3	7,7	6,5	5,9	5,3	4,9	4,5	28,94	5,1	4,4	3,1
2,6	7	5,9	5,2	4,8	4,5	4,2	28,93	4,7	4,4	2,7
						średnie	29,53

W tabeli umieszczono zmierzone wartości, obliczone μ (oraz wartość średnią tego współczynnika), h₂ oraz interpolowane współrzędne h₂.

Schemat układu pomiarowego użytego podczas dokonywania pomiarów

Za pomocą rotametru (III) dokonywano pomiaru wielkości przepływu regulowanego za pomocą zaworu (IV) i wywoływanego przez pompę (V). Mierzono głębokość przed zwężką za pomocą linijki (II), w samej zwężce zaś za pomocą układu linijek (I) mierzono wysokość lustra wody w zależności od odległości od początku zwężki.

Wykresy

Na wykresie znajduje się 10 serii danych pokazujących zależność wysokości od odległości od początku zwężki oraz wielkości przepływu. Układają się one niemal równolegle, ich kolejność odpowiada wartościom q_v z tabeli (od góry). Czarnymi kropkami oznaczone zostały teoretyczne interpolowane miejsca przejścia od przepływu spokojnego do rwącego. Numery na poziomej osi oznaczają kolejne punkty pomiarowe (oddalone od siebie o 20 mm), zaś na osi pionowej oznaczono w centymetrach wysokość powierzchni wody.

Wykres przedstawia zmierzoną (niebieskie kwadraty) i teoretyczną (czerwona linia) charakterystykę wysokości przed zwężką w zależności od przepływu. Na osi pionowej oznaczono wysokość w centymetrach, na poziomej zaś przepływ w m³/h.

Wnioski

1. Wykresy głębokości w kolejnych punktach pomiarowych są do siebie niemal równoległe, świadczy to o bezpośredniej zależności ich od wielkości przepływu.

2. Kształt uzyskanych krzywych jest zbliżony do przedstawionego w danych literaturowych.

3. Punkt osiągnięcia głębokości krytycznej wykazuje tendencję do oddalania się od początku zwężki wraz ze wzrostem wielkości przepływu.

4. Współczynnik μ wykazuje stosunkowo niewielkie wahania, zaś punkty wyznaczone doświadczalnie leżą blisko krzywej teoretycznej. Pokazuje to, że wyniki pomiarów są bliskie teoretycznym założeniom.

5. Ewentualne błędy pomiarowe są wynikiem trudności z dokładnym odczytaniem wartości na linijkach związanymi z fizycznymi cechami wody i warstwy przypowierzchniowej.

---