GIDROMEKh_LABA_4

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал

Кафедра ГТС и ГМ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Гидромеханика

наименование дисциплины

Исследование совершенного гидравлического прыжка

Преподаватель А.А. Андрияс

подпись, дата

Студенты СБ19-01Б А.О.Сицкая

номер группы подпись, дата Д.Ю.Кицина

Е.А.Каплунов

рп. Черемушки, 2021г

Цель работы: Усвоение теории гидравлического прыжка, приобретение навыков определения вида прыжка и расчёта его параметров.

Общие сведения

Гидравлическим прыжком называется форма резкоизменяющегося неравномерного движения жидкости, соответствующая переходу потока от бурного состояния к спокойному на сравнительно небольшой длине потока при скачкообразном увеличении глубины , меньшей, чем критическая глубина , до значения , большей, чем .

Рисунок 1 - Схема совершенного гидравлического прыжка

Ход работы

Коэффициент расхода водослива:

где – высота водосливной стенки со стороны верхнего бьефа.

1. Расход через неподтопленный прямоугольный водослив с тонкой стенкой без бокового сжатия:

где – ширина водослива по ребру; Н – геометрический напор (без учёта скорости подхода).

2. Средняя скорость в сечении до гидравлического прыжка:

3. Средняя скорость в сечении за гидравлическим прыжком:

4. Высота гидравлического прыжка:

5. Параметр кинетичности потока перед прыжком:

6. Параметр кинетичности потока за прыжком:

7. Вторая сопряжённая глубина:

8. Первая сопряжённая глубина:

9. Расхождение в процентах между и :

10. Определение длины совершенного прыжка по Павловскому:

11. По Пикалову:

12. По Айвазяну:

где - параметр Фруда.

Менее точные формулы:

13. По Бахметеву - Матцке:

14. По Сафранецу:

15. Расхождение в процентах между и :

16. Опытное значение потерь напора в гидравлическом прыжке:

17. Теоретическое значение потерь напора в гидравлическом прыжке:

Таблица 1 – Результаты измерений и обработки опытных данных

№	Наименование параметров	Обозначения	Размерность	Опыты
				1	2
1	Ширина водослива	b	м	0,247	0,247
2	Геометрический напор на мерном водосливе	H	м	0,053	0,043
3	Высота водосливной стенки со стороны ВБ		м	0,240	0,240
4	Коэффициент расхода мерного водослива с учётом скорости подхода		-	0,414	0,412
5	Расход воды	Q		0,006	0,004
6	Средняя скорость в сечении до гидравлического прыжка		м/с	0,972	1,017
7	Средняя скорость в сечении за гидравлическим прыжком		м/с	0,194	0,171
8	Отметка свободной поверхности перед гидравлическим прыжком		м	0,023	0,016
9	Отметка свободной поверхности за гидравлическим прыжком		м	0,115	0,095
10	Первая сопряжённая глубина (опыт)		м	0,023	0,016
11	Вторая сопряжённая глубина (опыт)		м	0,115	0,095
12	Высота гидравлического прыжка (опыт)		м	0,092	0,079
13	Длина гидравлического прыжка (опыт)		м	0,410	0,370
14	Наблюдаемый вид прыжка	-	-	соверш.	соверш.
15	Параметр кинетичности перед прыжком		-	4,614	7,249
16	Параметр кинетичности за прыжком		-	0,037	0,035
17	Расчётная вторая сопряжённая глубина		м	0,059	0,053
18	Относительная ошибка		%	-0,484	-0,437
19	Длина гидравлического прыжка:
	по Павловскому		м	0,489	0,411
	по Пикалову		м	0,218	0,184
	по Айвазяну		м	1,513	1,154
	по Бахметеву - Матцке		м	0,460	0,395
	по Сафранецу		м	0,518	0,428
20	Относительная ошибка:
	по Павловскому		%	0,161	0,100
	по Пикалову		%	-0,881	-1,013
	по Айвазяну		%	0,729	0,679
	по Бахметеву - Матцке		%	0,109	0,063
	по Сафранецу		%	0,208	0,135
21	Потери напора в гидравлическом прыжке:
	в опыте		м	0,074	0,081
	по расчёту		м	0,009	0,015
22	Относительная ошибка		%	-7,390	-4,283

Вывод: в результате проделанной работы были вычислены значения, длины гидравлического прыжка, его относительные погрешности и потери напора в экспериментальной установке. Выяснили, что длина прыжка зависит от глубины сопряжения, а потери не только от сопряженных глубин, но и от средней скорости.