هدف آزمايش : - يافتن ضريب تخليه دبي دريچه
- يافتن نيروي وارد بر دريچه
- بررسي مشخصات پرش هيدروليكي آزاد و مستغرق
- ترسيم خطوط جريان در مقطع قائم
تئوري آزمايش :
هدف آزمايش : - يافتن ضريب تخليه دبي دريچه
- يافتن نيروي وارد بر دريچه
- بررسي مشخصات پرش هيدروليكي آزاد و مستغرق
- ترسيم خطوط جريان در مقطع قائم
تئوري آزمايش :
دريچه ها براي تنظيم ميزان جريان در كانال ها مورد استفاده قرار مي گيرند. با تغيير ارتفاع بازشدگي دريچه ميزان دبي عبوري از آن تغيير مي كند. در حالت كلي دبي عبوري از يك دريچه تابع شكل و مشخصات هندسي دريچه، مشخصات جريان در بالادست و نيز مشخصات جريان در پايين دست مي باشد.
دريچه قطاعي : اگر ابعاد كانال يا دريچه بزرگ باشد استفاده از دريچه قطاعي ترجيح دارد؛ چون بالا و پايين بردن آن بسيار ساده تر بوده و كافيست آنرا حول محوري بچرخانيم.
جريان عبوري از زير دريچه در حالت غير مستغرق ( آزاد ) :
براي مطالعه جريان در اطراف دريچه در اين حالت مي توان از معادلات انرژي و پيوستگي استفاده كرد.
مقاطع (1) و (2) در اطراف دريچه بوده و از افت انرژي آنها صرفنظر ميشود :
و دبي عبوري از دريچه :
و ارتفاع آب در مقطع (2) :
كه بازشدگي دريچه و ضريب تنگ شدگي در مقطع است. بنابراين :
و همچنين اگر اثرات ناشي از تداخل و خطوط جريان و افت انرژي را با ضريب منظور كنيم سرعت واقعي در مقطع (2) برابر است با . و داريم :
Q = سرعت واقعي* سطح مقطع موثر= ( * ) ( * )
جريان عبوري از زير دريچه در حالت مستغرق :
در حالتي كه در پايين دست دريچه جريان جريان پرش به صورت مستغرق وجود داشته باشد، انرژي مقطع پايين دست از رابطه روبرو بدست مي آيد:
= +
= =
نيروي وارد بر دريچه :
نيروي وارد بر دريچه را با استفاده از رابطه اندازه حركت بدست مي آوريم :
ويا
كه عرض دريچه و جرم مخصوص سيال مي باشد.
پرش هيدروليكي با سطح آزاد :
هنگامي كه جريان در سطح دريچه به صورت فوق بحراني برقرار باشد، پس از دريچه پرش هيدروليكي به وقوع خواهد پيوست. اگر تراز پاياب باشد، پرش به صورت مستغرق اتفاق مي افتد. اگر تراز سطح پاياب پايين باشد، پرش با سطح آزاد بوجود مي آيد و به صورت موج ايستاده ظاهر
مي شود. در اين صورت عمق پايين دست را مي توان با استفاده از رابطه اندازه حركت بدست آورد :
&
&
آنگاه براي يكي از معادلات داريم :
بردارهاي سرعت :
در يك كانال معمولي امتداد بردار هاي سرعت عموما در جهت افقي و به سمت پايين دست مي باشد. هنگامي كه يك مانع در داخل كانال در مفابل جريان قرار داده شود خطوط جريان تغيير شكل مي دهند. بردارهاي سرعت در هر لحظه نشان دهنده وضعيت عمومي خطوط جريان هستند. در بالا دست دريچه بردارهاي سرعت مؤلفه قائم رو به پايين پيدا مي كنند. د رپايين دست دريچه در محل پرش هيدروليكي بردارهاي سرعت در يك مقطع در برخي نقاط ( نزديك به كف ) به طرف پايين دست و در برخي تقاط ( نزديك به سطح آب ) به طرف بالادست مي باشند. با استفاده از ميله سرعت نما
مي توان بردارهاي سرعت را سنجيده و از روي آن خطوط تقريبي جريان را رسم نمود.
شرح آزمايش :
1- دبي جريان حداكثر را در كانال برقرار مي كنيم.
2- مقدار دبي وزني جريان را به طريقه وزني اندازه بگريد.
3- ميزان بازشدگي دريچه را براي حداقل ممكن تنظيم كنيد.
4- با استفاده از خط كش عمق جريان را از 10 سانتي متر بالا دست دريچه تا 50 سانتي متر پايين دست دريچه در مقاطعي با فاصله 5 سانتي متر از هم اندازه بگيريد.
5- با استفاده از لوله پيتو ارتفاع سطح انرژي را در مقاطع مذكور در بند قبل اندازه بگيريد.
6- بازشدگي دريچه را سه بار تغيير داده، جمعا براي چهار بازشدگي در هر دبي عمق جريان و ارتفاع انرژي در كليه مقاطع را يادداشت كنيد.
7- دبي جريان را دو بار تغيير داده ( كم كنيد ) و براي هر دبي اندازه گيري ها را انجام دهيد.
آمار مطالب
آمار کاربران
کاربران آنلاین
آمار بازدید
