ПРАКТИКУМ ПО ГИДРАВЛИКЕ ОТКРЫТЫХ РУСЕЛ НА

ПРАКТИКУМ ПО ГИДРАВЛИКЕ ОТКРЫТЫХ РУСЕЛ НА

ПОРТАТИВНОЙ ЛАБОРАТОРИИ «КАПЕЛЬКА-2»

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы на портативной лаборатории «Капелька-2» позволяют закрепить теоретические знания и приобрести навыки проведения эксперимента по гидравлике открытых русел.

Лаборатория «Капелька-2» состоит из трёх устройств (№/№ 5, 6, 7). Устройства (рис.1) имеют прозрачные корпуса и содержат по два бака 1 и 2, соединённых между собой щелевым каналом (лотком) 3 через отверстия 4, 5 и 6, 7. В щелевом лотке установлены модели гидротехнических сооружений: в устройстве № 5 (рис.1а) – модели водослива с тонкой стенкой 8 и водослива с широким порогом 9; в устройстве № 6 (рис.1б) – модели щита (затвора) 11 и водосливов практического профиля с криволинейным 12 и с полигональным (многоугольным) 13 очертаниями, в устройстве № 7 (рис.1в) – модели напорной 14 и безнапорной 15 водопропускных труб.

Устройства заполнены водой с микроскопическими частицами алюминия для визуализации течения. В одном из баков предусмотрена шкала 10 для измерения уровня воды.

Устройства работают следующим образом. При перевёртывании устройства жидкость из верхнего бака 1 поступает через отверстие 6 в нижнюю часть лотка 3 и через отверстие 5 отводится в нижний бак 2, вытесняя из него воздух через отверстие 7 в верхнюю часть лотка 3 и отверстие 4 в верхний бак I в виде пузырьков.

Благодаря пузырьковому перепуску воздуха обеспечиваются постоянные во времени напор питания Н_n лотка и расход Q в нем, несмотря на изменение уровней в баках. Это позволяет провести замеры в ходе опыта.

Расход в лотке можно регулировать наклоном устройств от себя, влево или вправо.

Рисунок 1 – Схемы устройств: а - № 5; б - № 6: в - № 7

1. ИЗУЧЕНИЕ ВОДОСЛИВА С ТОНКОЙ СТЕНКОЙ, С ШИРОКИМ ПОРОГОМ И ПРАКТИЧКЕСКОГО ПРОФИЛЯ

(ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12)

Таблица 4.1 – Результаты измерений

№ п/'п	Наименование величин	Обозначения, формулы	Значения величин
	Изменение уровня воды в баке, см	S
	Время наблюдения за уровнем, с	t
	Расход воды, см³/с	Q=
	Глубина в сжатом сечении, см	h_c₌ε a
	Критическая глубина, см
	Сопряжённая глубина, см
	Отогнанный прыжок Бытовая глубина, см Критерии прыжка	h_σ h" _с> h_σ
	Прыжок в сжатом сечении Бытовая глубина, см Критерии прыжка	h_σ h" _c=h_σ
	Затопленный прыжок Бытовая глубина, см Критерии прыжка	h_σ h" _с< h_σ

Примечание. Размеры сечения бака А =... см, В =... см; ширина лотка b=... см; высота отверстия под щитом а =... см; коэффициент Кориолиса α = 1, 1; ускорение свободного падения g = 981 см/с²; коэффициент вертикального сжатия струи ε = 0, 85.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Записать цель работы.

2. Зарисовать устройство.

3. Заполнить таблицы измерений и вычислений.

4. Сделать выводы о проделанной работе и точности измерений.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Режимы работы водопропускных труб.

2. Определение расходов при различных режимах работы водопропускных труб.

3. Коэффициенты расходов при различных режимах работы водопропускной трубы.

4. Формула Шези.

5. Формула Маннинга.

6. Определение коэффициента шероховатости трубы.

7. Дайте определение водослива и его элементов

8. Какими параметрами характеризуется водослив

9. Как классифицируется водосливы

10. Напишите основную формула для расчета расхода через водослив? Как она получена?

11. по каким формулам рассчитывается величина коэффициента расхода и подтопления?

12. При каких случаях водослив будет подтопленным?

13. В какой последовательности проводилась работа?

14. Что нужно измерить для расчета коэффициента расхода через неподтопленные сливы?

15. Что нужно измерить для расчета коэффициента расхода и подтопления для подтопленного водослива

16. Как рассчитать опытные значения коэффициента расхода и подтопления

17. Какое гидравлическое явление называется гидравлическим прыжком?

18. Как образуется гидравлический прыжок? Как происходит переход потока от бурного состояния к спокойному? Проанализируйте это явление с точки зрения изменения удельной энергии сечения.

19. Как может располагаться гидравлический прыжок по отношению к сооружению, за которым он возникает?

20. Что такое прыжковая функция? Какой вид имеет ее график? При каких условиях значения прыжковой функции имеют минимум? Может ли быть этот минимум при значении параметра кинетичности, не равном единице?

21. Как можно определить сопряженные глубины по графику прыжковой функции?

22. Выведите выражение для сопряженных глубин гидравлического прыжка (если известна одна из сопряженных глубин).

23. Каким образом определяются сопряженные глубины в трапецеидальном, прямоугольном русле?

24. Что называется водосливом, геометрическим напором?

25. Опешите основные характерные параметры водосливов?

26. Какие виды (формы) струи возможны при истечении через водослив с тонкой стенкой?

27. Как учитывается боковое сжатие и подтопление водосливов с тонкой стенкой? Что происходит со значением коэффициента расхода через указанный водослив при увеличении бокового сжатия? При уменьшении бокового сжатия?

28. Какие параметры влияют на коэффициент подтопления? При каких условиях водослив с тонкой стенкой работает как подтопленный?

29. равнение для расхода через неподтопленный водослив с широким порогом без бокового сжатия для прямоугольного поперечного сечения на водосливе?

30. Как связаны между собой коэффициенты расхода, скорости и относительная глубина на пороге водослива с широким порогом?

31. Каковы условия подтопления водослива с широким порогом? Изобразите на схеме различные виды свободной поверхности на неподтопленных и подтопленных водосливах.

32. Какие виды водослива практического профиля криволинейного очертания вы можете указать? Начертите схему.

33. Как очерчивается профиль криволинейного безвакуумного водослива практического профиля по Кригеру-Офицерову?

34. Что такое водослив практического профиля с вакуумным криволинейным профилем? Как распределяется давление на поверхности такого водослива в верхней его части? Какие виды вакуумных водосливов (поперечный профиль их) вы можете указать?

35. Какие особенности имеют вакуумные водосливы криволинейного практического профиля с точки зрения коэффициентов расхода, вакуумности, пульсаций давления на поверхности профиля водослива? Какие требования следует выполнять при проектировании таких водосливов?

36. Мысленно расположите водосливы (неподтопленные) без бокового сжатия в порядке возрастания значений коэффициента расхода. Совместно рассмотрите условия бокового сжатия на таких водосливах, условия учета подтопления этих водосливов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сайретдинов С.Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: Учебное пособие.-М.: Издательство АСВ, 2004.-344 с.

2. Константинов Ю.М. Гидравлика: Учебник.-2-е изд., перераб. и доп. Киев: Вища шк., Головное изд-во, 1988.-398 с.

3. Сборник задач по гидравлике /Под ред. В.А. Большакова.4-е изд., перераб. и доп. Киев, Вища шк., 1979.-336 с.

4. Чугаев Р.Р. Гидравлика: Учебник для вузов.-Л.: Энергоиздат.1982.-672с.

5. Слобожанин Г.Д. Практикум по гидравлике открытых русел на портативной лаборатории «Капелька-2». – Томск: Изд во Томского архитектурно-строительного университета. 2003. – 27.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….…2

1. Изучение водослива с тонкой стенкой, с широким порогом и практического профиля (лабораторная работа №12)………………….3

1.1 Изучение водослива с тонкой стенкой (часть 1)……………….…....3

1.1.1 Общие сведения………………………………………….……....3

1.1.2 Порядок выполнения работы……………………………….…..5

1.2 Изучение водослива с широким порогом (часть 2)……………..…..7

1.2.1 Общие сведения………………………………………………….7

1.2.2 Порядок выполнения работы……………………………………8

1.3 Изучение водослива практического профиля (часть 3)………...…10

1.3.1 Общие сведения…………………………………………..…….10

1.3.2 Порядок выполнения работы…………………………………..11

2. Исследование гидравлического прыжка (лабораторная работа №14)..12

2.1 Общие сведения………………………………………………….....12

2.2 Порядок выполнения работы………………………………..…….14

3. Изучение работы водопропускной трубы (лабораторная работа №9)...16

3.1 Общие сведения………………………………………………...…..16

3.2 Порядок выполнения работы………………………………………18

4. Определение коэффициента шероховатости в канале (лабораторная работа №11)…………………………………………………………..……...20

4.1 Общие сведения………………………………………...…………..21

4.2 Порядок выполнения работы………………………………………22

5. Содержание отчета…………………………………………..……………23

6. Вопросы для самопроверки……………………………………..………..24

7. Список литературы………………………………………………..………26

ПРАКТИКУМ ПО ГИДРАВЛИКЕ ОТКРЫТЫХ РУСЕЛ НА

12 3 Следующая ⇒