Гидравлические коэффициенты отверстия

В этой статье описана процедура лабораторного эксперимента по определению гидравлических коэффициентов отверстия. Коэффициент сужения, коэффициент скорости и коэффициент разгрузки являются гидравлическими коэффициентами отверстия.

  • Прибор
  • Процедура
  • Наблюдения
  • Расчеты
  • Результат
  • Теория

    Когда поток проходит через отверстие из питающего резервуара, струя воды, выходящая из отверстия, сжимается в нижней части отверстия, и точка, где она получает максимальное сужение, называется вена-contracta. Ниже приведены три гидравлических коэффициента отверстий:

  • Коэффициент сужения (Cc)
  • Коэффициент скорости (Cv)
  • Коэффициент разгрузки (Cd)
  • Vena Contracta Vena Contracta

    1. Коэффициент сужения (Cc)

    Это отношение площади струи воды в вене Контракта к площади отверстия.

    Гидравлические коэффициенты отверстия

    Где,

    ac = площадь струи при
    вене-контракте

    a = Площадь отверстия

    2. Коэффициент скорости (Cv)

    Это отношение скорости струи воды на вене-контракте к теоретической скорости.

    Гидравлические коэффициенты отверстия

    x = Горизонтальная ордината

    y = Вертикальная ордината

    h = напор

    3. Коэффициент напора (Cd)

    Это отношение фактического расхода к теоретическому.

    Гидравлические коэффициенты отверстия

    Q = фактический расход

    g = ускорение под действием силы тяжести

    Связь между коэффициентом сужения, коэффициентом скорости и коэффициентом разгрузки может быть выражена как :

    Коэффициент разряжения = коэффициент сужения X коэффициент скорости

    Гидравлические коэффициенты отверстия

    Аппарат

    • Питательный резервуар с круглым отверстием, весами и скользящим устройством
    • Измерительный бак
    • секундомер
    • Микрометрический измеритель сжатия

    Аппарат отверстия Аппарат с отверстием

    Процедура

    Процедура определения гидравлического коэффициента отверстия выглядит следующим образом:

    • Заполните резервуар водой и пропустите воду через отверстие.
    • Поддерживайте постоянный напор в питающем резервуаре, регулируя клапан подачи воды.
    • После достижения постоянного напора наблюдайте за струей воды, выходящей из отверстия, и отметьте точку, где происходит максимальное сужение, которое является ничем иным, как vena-contracta.
    • В точке vena-contracta измерьте диаметр струи с помощью микрометрического сужающего манометра.
    • Установите вертикальную шкалу в положение vena-contracta таким образом, чтобы крючок, расположенный в нижней части вертикальной шкалы, касался центра струи воды. Запишите начальные координаты (x1, y1) в этой точке.
    • После записи начальных координат проведите вертикальную шкалу по горизонтальной шкале на определенное расстояние и установите вертикальную шкалу так, чтобы ее крючок касался струи воды, и запишите конечные координаты (x2, y2).
    • Возьмите секундомер и запишите время, необходимое для подъема воды на определенную высоту в измерительном баке, и рассчитайте расход.
    • Повторите описанную выше процедуру для различных постоянных напоров и вычислите средние значения гидравлических коэффициентов отверстий.

    Наблюдения

    Диаметр отверстия, d =

    Размеры измерительного бака =

    S.No
    Напор (h)
    Диаметр струи на вена-контракте (dc)
    Площадь струи на вене-контракте (ac)
    Коэффициент сжатия (Cc)
    x
    y
    Коэффициент скорости (Cv)
    Разряжение в измерительном резервуаре (Q)
    Коэффициент разгрузки (Cd)
    1
    2
    3
    4
    5

    Расчеты

    Объем воды, собранной в резервуаре за t секунд, V = площадь резервуара
    X подъем уровня воды за t секунд

    Расход воды в измерительном баке, Q = объем/время

    Горизонтальная координата, x = x2 — x1

    Вертикальная координата, y = y2 — y1

    Гидравлические коэффициенты отверстия

    Результат

    Коэффициент сужения отверстия, Cc =

    Коэффициент скорости отверстия, Cv =

    Коэффициент разгрузки отверстия, Cd =

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой