gidravlika_12-1
.docxФедеральное 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.