gidravlika_12-1

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал

институт

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

по Гидромеханике

наименование дисциплины

ИССЛЕДОВАНИЕ СОВЕРШЕННОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЫЖКА

тема

Преподаватель _________ А. А. Андрияс

подпись, дата инициалы, фамилия

Студенты ГЭ18-01Б:

В.В. Карлов

В.Н. Салосин

Р. Р. Гесслер

Рп. Черемушки, 2020 г.

Цель работы

Усвоение теории гидравлического прыжка, приобретение навыков определения вида прыжка и расчета его параметров.

Порядок выполнения работы

В лоток прямоугольного сечения 1 устанавливается водослив с тонкой

стенкой без бокового сжатия.

Замеряется ширина гребня водослива (ширина лотка 1). Производится

пуск насоса 10, подающего воду в напорный бак 2. Открытием задвижки на

напорном трубопроводе 12 устанавливается необходимый расход в лотке 1.

С помощью регулировочного затвора 5 устанавливается такой уровень

воды в нижнем бьефе, при котором происходит истечение, как через неподтопленный водослив. Фиксируется значение геометрического напора на водосливе H и высоты водосливной стенки со стороны верхнего бьефа Cв.

Далее, не меняя расход, в лотке производится извлечение из лотка водослива с тонкой стенкой и рассматривается гидравлический прыжок, получаемый при истечении из-под регулировочного затвора на входе в лоток 5.

Фиксируются отметки свободной поверхности перед прыжком сп1 и после прыжка сп 2, сопряженные глубины h' и h''. С помощью измерительной линейки 8 определяется опытное значение длины гидравлического прыжка, его высота и вид прыжка. Опыт проводится дважды при разных расходах воды Q в гидравлическом лотке.

Обработка опытных данных

Определяется значение коэффициента расхода мерного водослива по

формуле (9.5).

Определяется расход воды в лотке по формуле (9.2).

Определяется средняя скорость в сечении до гидравлического прыжка

Определяется средняя скорость в сечении за гидравлическим прыжком

Определяется высота гидравлического прыжка

Определяется параметр кинетичности потока перед прыжком

Определяется параметр кинетичности потока за прыжком

По формуле (12.1) определяется вторая сопряженная глубина и сопос-

тавляется с ее опытным значением.

Определяется расхождение в процентах между и

По формулам (12.3…12.7) определяется теоретическое значение длины

прыжка Lп и сравнивается с опытным значением.

Определяется расхождение в процентах между и

По формуле (12.8) определяется опытное значение потерь напора в гид-

равлическом прыжке hтр (опыт).

По формуле (12.9) определяется теоретическое значение потерь напора

в гидравлическом прыжке hтр (теор).

Определяется расхождение в процентах между h тр(теор) и h тр(опыт)

Выполняются анализ результатов исследования и выводы в целом по

работе. Производится зарисовка прыжка с натуры, на рисунке показывается

верхняя зона вальца с направлением струй и нижняя зона поступательного

потока.

Таблица 1. Результаты измерений и обработки опытных данных

№ п/п	Наименование параметров	Обозначения	Размерность	Опыты
1	Ширина водослива	b	м	0,25	0,25
2	Геометрический напор на мерном водосливе	H	м	0,07	0,055
3	Высота водосливной стенки со стороны верх- него бьефа	Cв	м	0,24	0,24
4	Коэффициент расхода мерного водослива с учетом скорости подхода	m0	-	0,418	0,414
5	Расход воды	Q	м3/с	0,0086	0,0059
6	Средняя скорость в сечении до гидравличе- ского прыжка	υʹ	м/с	1,147	0,782
7	Средняя скорость в сечении за гидравличе- ским прыжком	υʹʹ	м/с	0,36	0,31
8	Отметка свободной поверхности перед гид- равлическим прыжком	сп1	м	0,015	0,015
9	Отметка свободной поверхности за гидравли- ческим прыжком	сп 2	м	0,01	0,08
10	Первая сопряженная глубина (опыт)	h'	м	0,03	0,03
11	Вторая сопряженная глубина (опыт)	h''(опыт)	м	0,095	0,075
12	Высота гидравлического прыжка (опыт)	hп	м	0,065	0,045
13	Длина гидравлического прыжка (опыт)	Lп (опыт)	м	0,2	0,18
14	Наблюдаемый вид прыжка	-	-	отогнанный
15	Параметр кинетичности перед прыжком	П'к	-	4,914	2,313
16	Параметр кинетичности за прыжком	П''к	-	0,1547	0,148
17	Расчетная вторая сопряженная глубина	h''(теор)	м	0,08	0,0512
18	Относительная ошибка	Δh''	%	18,75	7,5
19	Длина гидравлического прыжка: - по Павловскому - по Пикалову - по Айвазяну - по Бахметеву-Матцке - по Сафранецу	Lп (теор) Lп (теор) Lп (теор) Lп (теор) Lп (теор)	м	0,37625 0,29 0,4755 0,325 0,4275	0,281 0,218 0,4 0,225 0,3375
20	Относительная ошибка: - по Павловскому - по Пикалову - по Айвазяну - по Бахметеву-Матцке - по Сафранецу	ΔLп ΔLп ΔLп ΔLп ΔLп	%	46 31 57 38 53	46 31 57 38 53
21	Потери напора в гидравлическом прыжке: - в опыте - по расчету	hтр (опыт) hтр (теор)	м	0,011	0,01
22	Относительная ошибка	Δhтр	%	9,1	9,1

Рисунок 1. Отогнанный гидравлический прыжок

Рисунок 2. Подтопленный гидравлический прыжок

Вывод: В данной лабораторной работе мы проследили совершение гидравлического прыжка, определили его вид и расчитали его параметры. При расчете параметров были получены большие погрешности, которые возникли за счет ошибок, при снятии показаний и несовершенства лабораторной установки.