ЗАДАЧА:
i. Найти постоянную Чези для открытых каналов.
ii. Найти коэффициент шероховатости Маннинга для данного открытого канала.
iii. Построить следующие графики для двух различных уклонов канала.
iv. Константа Чези C в зависимости от числа Рейнольдса.
v. Коэффициент Маннинга n в зависимости от числа Рейнольдса.
ОБОРУДОВАНИЕ:
a) Открытый канал прямоугольного сечения с механизмом регулировки уклона.
b) Стрелочный манометр.
c) Мерная емкость.
d) Секундомер.
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ:
Дайте воде равномерно протекать через данный открытый канал с уклоном s с различными скоростями. Фактический расход Qa определяется с помощью мерного бака и секундомера.
Фактический расход
где
a – площадь измерительного резервуара в см2.
h – перепад уровня воды в измерительном резервуаре в см.
tm – среднее время набора воды для перепада высоты h см, измеряемое в секундах.
Константа Чези C для открытых каналов может быть рассчитана из соотношения
A -B*H см2 ( B-ширина канала-глубина воды)
S -tan (уклон дна канала)
Rh – гидравлический радиус (площадь поперечного сечения/ периметр увлажнения)
(B*H) /(2H+B) СМ.
Коэффициент шероховатости Маннинга n может быть рассчитан по формуле
A, Rh и s указаны выше.
Число Рейнольдса для потока через трубопровод рассчитывается как
? -Массовая плотность воды (995,7 )кг / м 3
v -Скорость потока см/с.
Rh -Гидравлический радиус канала в см.
µ – Абсолютная вязкость воды
ОБСЕРВАЦИИ:
Константы
i. Размер измерительного резервуара
ii. Высота h см, для которой отмечается время t1 и t2 для набора воды в мерный бак
iii. Ширина канала B см
iv. Уклон s канала tan? =y/L (L- горизонтальная длина теста, y- вертикальное смещение канала, показанное указателем).
v. Температура воды, протекающей через трубопровод
Переменные
i. Глубина воды H см в канале, измеренная стрелочным прибором
ii. Время tm секунд, необходимое для набора воды на высоту h см в мерный бак, как среднее значение показаний t1 и t2.
ПРОЦЕДУРА:
i. Установите канал под требуемым уклоном и дайте воде протечь через канал
ii. Отрегулируйте впускной клапан для получения максимальной глубины потока воды в канале и измерьте глубину как H см, используя стрелочный манометр. Разделите значение на семь приблизительно равных делений, чтобы зафиксировать шаги по глубине для семи наборов показаний.
iii. Отрегулируйте открытие впускного клапана, чтобы получить необходимую глубину воды в канале.
iv. Отметьте время t для набора воды для подъема на h см в измерительном баке дважды, как t1 и t2. Если разница в показаниях превышает 10%, возьмите третье показание, которое входит в диапазон
v. Повторите эксперимент для разных глубин воды
vi. Повторите описанный выше эксперимент для другого наклона и занесите все наблюдения в таблицу.
РЕЗУЛЬТАТ:
ИНФЕРЕНЦИЯ:
- Формулы Чези и Мэннинга в потоке в открытом канале.
- Определение постоянных Дарси и Чези для потока в трубе.
- Классификация каналов на основе различных факторов.
- Что такое формула Чези для открытых каналов? Как определить постоянную Чези?.
- Факторы, влияющие на распределение скоростей в открытых каналах.
- Эксперимент Рейнольдса.
- Что такое течение в открытом канале? Типы течения в открытых каналах.