ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВОДОПРОПУСКНОЙТРУБЫ

(ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9)

Цель работы. Наблюдение работы водопропускной трубы в различных режимах и определение напора перед ней опытным и расчётным способом.

3.1. Общие сведения

Различают следующие режимы работы водопропускных труб.

Безнапорный режим (рис.6а). Входное сечение трубы не затоплено, на всём протяжении поток имеет свободную поверхность. Труба в этом режиме работает аналогично водосливу с широким порогом при наличии бокового сжатия.

Расход в прямоугольной трубе определится как

m –коэффициент расхода,

b – ширина трубы,

Н_о – полный напор.

Значение коэффициента расхода в инженерных расчётах можно принять равным m=0, 31.

Рисунок 6 – Режимы работы водопропускных труб

Полный напор определится как

Полунапорный режим (рис.6б). Входное сечение трубы затоплено, но поток на всём протяжении трубы имеет свободную поверхность. Труба работает по схеме истечения через отверстие, поэтому расход воды для этого режима определяется по формуле

Н_о – полный напор;

μ ₀ – коэффициент расхода входного отверстия;

ω =ab – площадь сечения трубы;

а -высота трубы;

– степень вертикального сжатия потока;

h_c – глубина в сжатом сечении.

Для инженерных расчётов можно принять μ ₀= 0, 63; ε = 0, 86.

Напорный режим (рис.6в). Труба работает по схеме насадка, т.е. полным сечением по всей своей длине или большей её части. Выходное сечение трубы не затоплено. Для такого режима работы характерно наличие вакуума в трубе. На рис.6в штриховой линией нанесено ориентировочно положение пьезометрической линии. Для количественной характеристики вакуума вводится величина – отношение пьезометрического напора на выходе из трубы к высоте трубы.

Расход определяется по формуле

i – уклон трубы,

L – длина трубы,

μ _{н –} коэффициент расхода, определяемый по формуле

а = 1, 1 – коэффициент Кориолиса,

ξ _вх=0, 5 – коэффициент входа в трубу,

R – гидравлический радиус трубы,

λ =0, 025 – коэффициент трения.

Для инженерных расчётов можно принять η = 0, 85.

Напорно-затопленный режим (рис.6г). Труба работает полным сечением, а выходное сечение полностью затоплено.

Расход определяется по формуле

h_σ – бытовая глубина потока после трубы;

μ ₀ – коэффициент расхода, определяемый по формуле

ξ _вы_х =1, 0- коэффициент сопротивления выхода из трубы.

При проведении расчётов в процессе выполнения лабораторной работы следует, для упрощения вычислений, полный напор Н_о заменить геометрическим напором Н, так как они практически не отличаются ввиду малой скорости потока перед трубой.

3.2. Порядок выполнения работы

Работа выполняется на устройстве № 7 (рис.1в).

1. Привести устройство в исходное положение. Для этого устройство расположить так, чтобы наклонная труба находилась вверху (над горизонтальной трубой) и подождать, пока жидкость перетечет из верхнего бака в нижний.

2. Перевернуть устройство в его плоскости, наблюдать безнапорное течение жидкости и при этом замерить напор Н перед трубой, и время t изменения уровня жидкости в баке со шкалой на величину S.

3. Результаты измерений и геометрические параметры А, В, b (указаны на корпусе устройства) занести в табл. 5.1 и по указанному в ней порядку найти расчётный напор (глубину) перед трубой и сравнить его с измеренным.

4. Перевернуть устройство, наблюдать напорное течение в трубе и замерить величины Н, h_σ, S, t.

5. Результаты замеров и известные геометрические параметры занести в табл. 5.2 и по указанному в ней порядку найти расчётный напор (глубину) перед напорной трубой и сравнить его с измеренным.

Таблица 5.1 – Результаты измерений

№ п/п	Наименование величин	Обозначения, формулы	Значения величин
	Глубина перед трубой опытная, см	Н
	Изменение уровня воды в баке, см	S
	Время наблюдения за уровнем, с	t
	Расход воды, см³/с	Q=
	Коэффициент расхода (справочное значение)	m
	Глубина перед трубой расчётная, см
	Относительное отклонение, %

Примечание. Размеры сечения бака А -... см, В =;... см; ширина трубы b =... см.

Ускорение свободного падения принять равным g = 981 см/с².

Таблица 5.2 – Результаты измерений

№ п/п	Наименование величин	Обозначения, формулы	Значения величин
1.	Глубина перед трубой опытная, см	H
2.	Глубина после трубы, см	h₆
3.	Изменение уровня воды в баке, см	S
4.	Время наблюдения за уровнем, с	t
5.	Размеры сечения бака, см	А, В
6.	Расход воды, см³/с	Q=
7.	Размеры поперечного сечения трубы, см	а, в
8.	Длина трубы, см	L
9.	Гидравлический радиус, см
10.	Коэффициент расхода
11.	Глубина перед трубой расчётная, см
12.	Относительное отклонение, %

Примечание. Коэффициент входа в трубу принять, ξ _в_х = 0, 5; выхода – ξ _вы_х= 1; коэффициент трения (Дарси) λ = 0, 025; ускорение свободного падения g = 981 см/с².

⇐ Предыдущая 1 23