ГИДРОМЕХ ЛАБА 4
.docxФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Саяно-Шушенский филиал
Кафедра ГТС
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Гидромеханика
наименование дисциплины
Исследование совершенного гидравлического прыжка
Преподаватель А.А. Андрияс
подпись, дата
Студенты ГЭ17-02Б Д.С. Глашев
номер группы подпись, дата В.Д. Рогозная
М.Е. Таскин
рп. Черемушки, 2019г
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.
Расход через неподтопленный прямоугольный водослив с тонкой стенкой без бокового сжатия:
где – ширина водослива по ребру; Н – геометрический напор (без учёта скорости подхода).
Средняя скорость в сечении до гидравлического прыжка:
Средняя скорость в сечении за гидравлическим прыжком:
Высота гидравлического прыжка:
Параметр кинетичности потока перед прыжком:
Параметр кинетичности потока за прыжком:
Вторая сопряжённая глубина:
Первая сопряжённая глубина:
Расхождение в процентах между и :
Определение длины совершенного прыжка по Павловскому:
По Пикалову:
По Айвазяну:
где - параметр Фруда.
Менее точные формулы:
По Бахметеву - Матцке:
По Сафранецу:
Расхождение в процентах между и :
Опытное значение потерь напора в гидравлическом прыжке:
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 |
0,252 |
0,252 |
2 |
Геометрический напор на мерном водосливе |
H |
м |
0,070 |
0,055 |
3 |
Высота водосливной стенки со стороны ВБ |
|
м |
0,240 |
0,240 |
4 |
Коэффициент расхода мерного водослива с учётом скорости подхода |
|
- |
0,418 |
0,414 |
5 |
Расход воды |
Q |
|
0,009 |
0,006 |
6 |
Средняя скорость в сечении до гидравлического прыжка |
|
м/с |
1,142 |
1,578 |
7 |
Средняя скорость в сечении за гидравлическим прыжком |
|
м/с |
0,361 |
0,296 |
8 |
Отметка свободной поверхности перед гидравлическим прыжком |
|
м |
0,030 |
0,015 |
9 |
Отметка свободной поверхности за гидравлическим прыжком |
|
м |
0,095 |
0,080 |
10 |
Первая сопряжённая глубина (опыт) |
|
м |
0,030 |
0,015 |
11 |
Вторая сопряжённая глубина (опыт) |
|
м |
0,095 |
0,080 |
12 |
Высота гидравлического прыжка (опыт) |
|
м |
0,065 |
0,065 |
13 |
Длина гидравлического прыжка (опыт) |
|
м |
0,370 |
0,250 |
14 |
Наблюдаемый вид прыжка |
- |
- |
соверш. |
соверш. |
15 |
Параметр кинетичности перед прыжком |
|
- |
4,434 |
16,929 |
16 |
Параметр кинетичности за прыжком |
|
- |
0,140 |
0,112 |
17 |
Расчётная вторая сопряжённая глубина |
|
м |
0,076 |
0,080 |
18 |
Относительная ошибка |
|
% |
-25,682 |
0,129 |
19 |
Длина гидравлического прыжка: |
|
|||
по Павловскому |
|
м |
0,376 |
0,343 |
|
по Пикалову |
|
м |
0,280 |
0,254 |
|
по Айвазяну |
|
м |
0,482 |
0,352 |
|
по Бахметеву - Матцке |
|
м |
0,325 |
0,325 |
|
по Сафранецу |
|
м |
0,428 |
0,360 |
|
20 |
Относительная ошибка: |
|
|||
|
по Павловскому |
|
% |
1,661 |
27,007 |
|
по Пикалову |
|
% |
-32,270 |
1,596 |
|
по Айвазяну |
|
% |
23,299 |
28,948 |
|
по Бахметеву - Матцке |
|
% |
-13,846 |
23,077 |
|
по Сафранецу |
|
% |
13,450 |
30,556 |
21 |
Потери напора в гидравлическом прыжке: |
|
|||
в опыте |
|
м |
0,001 |
0,070 |
|
по расчёту |
|
м |
0,024 |
0,057 |
|
22 |
Относительная ошибка |
|
% |
96,410 |
-21,919 |
Вывод: В результате проделанной работы были вычислены значения, длинны 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.