lab vodosliv shir

Водослив с широким порогом

Цель работы:

Ознакомиться визуально с работой водослива с широким порогом.

Определить коэффициент расхода неподтопленного водослива.

Определить коэффициент скорости подтопленного водослива.

Основные положения

Водослив с широким порогом показан на рис. 1. Водосливы относятся к данному классу при соблюдении двух условий. Во-первых, на горизонтальном пороге водослива должен возникать хотя бы небольшой участок плавно изменяющегося движения (lñð на рис. 1, a). Во-вторых, потери напора по длине на пороге должны быть пренебрежимо малыми по сравнению с местными потерями напора. Эти два условия выполняются, если ширина порога удовлетворяет неравенству 2H 8H, где H — геометрический напор на водосливе.

Вдорожном строительстве теория водослива с широким порогом используется

вгидравлическом расчёте малых мостов и водопропускных труб. При этом условие 8H не применяется, и потери напора по длине учитываются с помощью эмпирических коэффициентов.

Водосливы с широким порогом, так же как и водосливы с тонкой стенкой, делятся на неподтопленные и подтопленные.

Для расчёта неподтопленного водослива с широким порогом в случае отсутствия бокового сжатия применяется формула

p

Q = mb 2gH3=2; (1)

где m — коэффициент расхода водослива1; b — ширина канала, в котором установлен водослив.

Водослив с широким порогом становится подтопленным, когда выполняется условие hï > (0; 75 : : : 0; 85)H0; где H0 — полный напор на водосливе.

Полный напор на водосливе определяется с учётом скоростной высоты на подходе к водосливу

v2

H0 = H + 2g0 ;

1Для водослива с широким порогом m 0; 32 : : : 0; 35

1

Рис. 1: Водослив с широким порогом. Продольный разрез потока. а — неподтопленный водослив; б — подтопленный водослив.

На рисунке: há — глубина в нижнем бьефе; hï — высота подтопления; C — высота порога; — ширина порога; H — геометрический напор на водосливе; h0 — глубина в верхнем бьефе; r1, r2, r3, r4, r5 — отметки.

где скорость v0 вычисляется для прямоугольного подходного сечения по формуле

Q v0 = bh0 :

Для подтопленного водослива применяется формула

p

Q = ' b hï 2g(H0 hï): (2)

Величины коэффициентов расхода m и скорости ' в формулах (1) и (2) для различных конструктивных вариантов неподтопленного водослива с широким порогом приводятся в специальной литературе (например, в [1]).

Обработка результатов измерений

В ходе выполнения лабораторной работы заполняется таблица 1 После заполнения таблицы следует сделать вывод о близости полученных зна-

чений коэффициента расхода и скорости к известным из литературы значениям2.

2Коэффициент скорости подтопленного водослива с широким порогом для рассматриваемого случая ' 0; 92 : : : 0; 94:

2

Таблица 1: Данные наблюдений на водосливе с широким порогом

Так же, как и в лабораторной работе "Водослив с тонкой стенкой расход воды в лотке можно измерить при помощи треугольного водослива с тонкой стенкой. Он

где Hòð — геометрический напор на треугольном водосливе, м.

При расчёте по формуле (3), расход получаем в ì3=ñ и его необходимо перевести в ñì3=ñ.

Список литературы

[1]Гиргидов А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика): Учебник для вузов. 3-е изд., испр. и доп. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. 545 c.

[2]МИ 2406-97. ГСИ. Расход жидкости в открытых каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков (взамен МИ 2122-90).

3