Порядок выполнения работы

В гидравлическом лотке устанавливают водослив практического профиля. Профиль безвакуумного водослива построен по координатам точек, представленных в таблице Кригера-Офицерова, для проектного напора м. Ширина водослива равна ширине гидравлического лотка.

1. Полностью открывают жалюзный затвор 1 (рис. 1).

2. В лоток подают расход , измеряемый с помощью стационарного мерного водослива.

3. После того как уровень воды в верхнем бьефе перед водосливом (в сечении в – в) стабилизируется, из­меряют отметку воды в верхнем бьефе на расстоянии от гребня.

Затем проводят аналогичные опыты еще для четырех значений рас­ходов. Диапазон изменения расходов

4. Устанавливают любой произвольный расход , и приступают к подтоплению водослива. Постепенно прикрывают затвор до тех пор, пока при затопленном гидравлическом прыжке в нижнем бьефе горизонт воды не поднимется выше гребня водослива. После стабилизации уровней, измеряют отметки горизонтов воды в верхнем и нижнем бьефах.

Опыты проводят при относительном подтоплении водослива > 0,3. 5. Три раза увеличивают величину подтопления и измеряют отметки горизонтов воды в верхнем и нижнем бьефах.

Полученные результаты заносят в таблицу 6.

Таблица 6

Показатели	Ед. изм.	Водослив
		Неподтопленный				Подтопленный
		Опыт
		1	2	3	4	1	2	3	4
Ширина гидравлического лотка
Отметка дна гидравлического лотка
Ширина водослива (водосливного отверстия) b
Отметка гребня водослива
Отметка горизонта воды в верхнем бьефе в сечении в - в (перед водосливом)
Расход по тарировочной кривой стационарного водослива
Геометрический напор H
Скорость подхода
Скоростной напор
Полный напор
Коэффициент расхода m из опыта	-					-
Коэффициент расхода m по справочнику	-					-
Отметка горизонта в воды в нижнем бьефе при подтопленном водосливе		-
Величина подтопления		-
Относительное подтопление	-	-
Коэффициент подтопления из опыта σn	-	-
Коэффициент подтопления σn по справочнику	-	-

Порядок обработки опытных данных

1. Вычисляют геометрический напор в сечении (в – в) верхнего бьефа (по разности отметок горизонта воды в верхнем бьефе в сечении (в – в) и гребня водослива).

2. Вычисляют скорость подхода воды в сечении (в – в).

3. Вычисляют скоростной напор в сечении (в – в):

,

4. По формуле (18) вычисляют полный напор в сечении (в – в).

5. По данным четырех опытов вычисляют коэффициент расхода для неподтопленного водослива:

6. Строят график зависимости .

7. Для подтопленного водослива по данным четырех опытов вычисляют коэффициент подтопления σ_n :

,

где m - коэффициент расхода для неподтопленного водослива, принимаемый по построенному графику зависимости .

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Исследование вИДОВ СОПРЯЖЕНИЯ ПОТОКА ЗА ВОДОСЛИВОМ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

Цель работы

1. Исследовать вид сопряжения бурного потока со спокой­ным потоком в нижнем бьефе после прохождения потока водослива практического профиля.

2. Измерить и рассчитать сопряжен­ные глубины.

3. Определить вид гидравлического прыжка.

Общие сведения

Потоки при прохождении через водосливы переходят в бурное состояние и сопрягаются с нижним бьефом через гидравлический прыжок. В нижней части водосливной поверхности, где поток жидкости переходит на условие горизонтального движения, рассматривается сечение, в котором его глубина наименьшая. Здесь поток обладает наибольшим запасом кинетической энергии. Данное сечение называют сжатым, а глубину в данном сечении – глубиной сжатого сечения . При исследовании сопряжения потока за водосливом, сжатое сечение является расчетным, т.е. относительно его положения определяется место положения гидравлического прыжка.

В русле с горизонтальным дном, в зависимости от глубины воды в нижнем бьефе, возможны три типа сопряжения:

1. - отогнанный гидравлический прыжок (рис.10);

2. - гидравлический прыжок в сжатом сечении (рис.11);

3. - затопленный гидравлический прыжок (рис.12),

здесь: - вторая сопряженная глубина совершенного гидравлического прыжка, расположенного в сжатом сечении, когда его первая сопряженная глубина равна глубине сжатого сечения , ;

- бытовая глубина потока в нижнем бьефе за гидравлическим прыжком,

Рис.10 – Сопряжение потока за водосливом практического профиля криволинейного очертания с образованием отогнанного гидравлического прыжка

Рис. 11 – Сопряжение потока за водосливом практического профиля криволинейного очертания с образованием гидравлического прыжка в сжатом сечении

Рис.12 – Сопряжение потока за водосливом практического профиля криволинейного очертания с образованием затопленного гидравлического прыжка

Глубины потока перед гидравлическим прыжком и за ним называются сопряженными. Первая сопряженная глубина гидравлического прыжка измеряется непосредственно перед прыжком, где поток находится в бурном состоянии. Вторая сопряженная глубина гидравлического прыжка измеряется за прыжком в сечении, в котором поток находится в спокойном состоянии и где заканчивается увеличение глубины потока при переходе его из бурного состояния в спокойное состояние.

Если гидравлический прыжок находится в сжатом сечении, то . Если прыжок отогнанный, то за водосливом образуется кривая подпора между сечениями с глубинами и . В этом случае глубина является первой сопряженной глубиной в прыжке с бытовой глубиной .

С увеличением бытовой глубины будет уменьшаться сопряженная с ней глубина гидравлического прыжка. При условии отгона прыжка не будет и он займет положение в сжатом сечении.