Нашли ошибку?

Система Orphus

Результати гідравлічних досліджень дискового гасника потоку води

Угрін Д.Ф. - ст. викл. каф. меліорацій.
 Сокол О.О. - студент 1У курсу ГМФ.

Задачею проведення гідравлічних досліджень моделі дискового гасника потоку води є підтвердження чи спростування таких робочих гіпотез:

- значення коефіцієнту гідравлічного опору гасника залежить від двох його параметрів: кількості дисків та відстані між дисками (висоти розпірних втулок).

- значення коефіцієнту гідравлічного опору гасника при незмінних його параметрах є випадкова величина, підпорядковане нормальному закону розподілу;

- напірно-витратна (Q-H) характеристика дискового гасника описується поліномом n-ної степені;

- значення коефіцієнту ефективності гасіння надлишкової енергії потоку води залежить від його бурхливості;

- епюра швидкостей потоку води вирівнюється при віддаленні перерізу, де визначаються швидкості, від центру гасника.

1. Досліджувана модель та методика дослідження гасника

Досліджена фізична модель основного варіанту дискового гасника, виготовлена в масштабі 1:2 діаметром патрубка 100 мм., яка являє собою набір дисків, максимальна кількість яких складає 9 шт., зовнішній діаметр яких дорівнює 250 мм., а внутрішній зменшується, завдяки чому кожен диск відділяє рівновеликі витрати. Ця ж залежність зберігається при видаленні чотирьох дисків з парними номерами (через один), залишивши 5 дисків (модель з пятьма дисками). Якщо ж в цій моделі видалити ще два диски (теж через один), то отримаємо модель з трьома дисками, і, накінець, якщо видалити середній диск, то дисків залишиться тільки два (модель з мінімальною кількістю дисків). Таким чином, створення однієї моделі з 9 дисками дозволяє досліджувати гідравлічні характеристики чотирьох типів моделі: з 9, 5, 3 та 2 дисками.

Відстань між дисками можливо змінювати зміною розпірних втулок, висота яких прийнята 5, 10, 15, 20 та 25 мм.

Завдяки такій конструкції моделі проведена серія комплексних дослідень гідравлічних характеристик основного варіанту дискового гасника в залежності від кількості дисків та висоти розпірних втулок, план яких приведений в таблиці 1.1.

Таблиця 3.1.- План проведення досліджень гідравлічних характеристик основного варіанту дискового гасника надлишкової енергії потоку води

Кількість

дисків

Висота розпірних втулок, мм.

Всього
дослідів

5

10

15

20

25

9

25

17

20

13

22

97

1,41

1,26

1,30

1,34

1,20

5

28

15

25

39

20

127

2,73

1,71

1,32

1,38

1,19

3

9

17

7

9

9

51

7,45

3,15

2,05

1,88

1,54

2

14

17

20

20

17

88

24,20

8,80

5,00

3,60

2,79

Всього
дослідів

76

66

72

81

68

363

  Примітка: в цій таблиці числом в чисельнику визначається кількість проведених дослідів, а число в знаменнику є середнє значення коефіцієнту гідравлічного опору гасника в даній серії дослідів.

При виконанні гідравлічних досліджень визначення необхідних параметрів проводилось прямим та побічним шляхом. Безпосередньо, тобто прямим шляхом, вимірювались лінійні параметри: рівні води на початку та в кінці лотка вимірювались з допомогою двох шпітценмасштабів, установлених на початку та в кінці лотка з ціною поділки 0,1 мм., об’єм води, що протікає по напірному трубопроводу 1 визначався з допомогою протарованого лічильника води СТВ-100 діаметром 100 мм, та ціною поділки 0,001 м3/с, час визначався секундоміром С-1 з ціною поділки 0,1 сек., параметри водомірного трикутного водозливу при визначенні кута при його вершині та внутрішній діаметр напірного трубопроводу 1 - лінійкою з ціною поділки 1мм., динамічний та статичний напори - п’єзометром з ціною поділки 0,1 мм.

Всі інші параметри визначались побічним шляхом, а саме:

- витрата води, що проходить через трикутний водомірний водозлив визначалась по формулі (3.12);

- динамічний напір потоку води в лотці для уточнення витрати - згідно формули (3.13):


де

Dh - динамічний напір, м;

a - корректив кінетичної енергії рідини, a = 1;

V - середня швидкість руху води в даному поперечному перерізі, м/с;

g - прискорення земного тяжіння, g = 9,81 м/с.

 - площа поперечного перерізу трубопроводу 1 визначалась згідно загальновідомої з курсу елементарної математики формули:


 де  d - внутрішній діаметр трубопроводу,  d = 103 мм.

- швидкість води в трубопроводі визначалась по формулі:

 

 - площа поперечного перерізу лотка - по формулі (1.4):

 де 

b - ширина лотка по дну,  b = 0,3 м.;

m - коефіцієнт закладення укосів, m = 0,5;

h - глибина наповнення лотка, м.

В зв’язку з тим, що при виконанні будь-яких вимірювань мають місце грубі, систематичні та випадкові похибки, виконана перевірка відсутності систематичної похибки при вимірюванні витрати води трикутним водомірним водозливом та достовірність прийнятого значення коефіцієнта витрати К = 0,5288, шляхом порівняння значення витрати води, визначеної з допомогою водозливу зі значенням витрати, отриманого об’ємним методом з допомогою лічильника води СТВ-100 та секундоміра С-1. Витрата води визначалась згідно формули:

 

 де

W - об’єм поданої води за час t, м3;

t - час спостереження, сек.

Коефіцієнт витрати водозливу можливо визначити по формулі:

 де  Н - напір на порозі водозливу, м.

Дані розрахунків залежності коефіцієнту гідравлічного опору від витрати води для дискового гасника з двома дисками зведені в таблицю 1.2, а графіки даної залежності приведені на рис. 1.1.


Таблиця 1.2 - Напірно-витратні характеристики дискового гасника з двома дисками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висота втулок 0,5см.

Висота втулок 1см

Висота втулок 1,5см.

Висота втулок 2см

Висота втулок 2,5см.

Витрата

Напір, м.

Витрата

Напір, м.

Витрата

Напір, м.

Витрата

Напір, м.

Витрата

Напір, м.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,00261

0,1116

0,00359

0,0684

0,00658

0,1595

0,00306

0,0243

0,0106

0,2283

0,00325

0,7538

0,00643

0,2789

0,00790

0,232

0,00307

0,0256

0,0125

0,3169

0,00403

1,0521

0,00737

0,3568

0,00914

0,3079

0,00623

0,1076

0,0160

0,5274

0,00485

1,1591

0,01039

0,681

0,01075

0,429

0,00975

0,2661

0,0176

0,6476

0,00574

1,3086

0,01163

0,8599

0,01246

0,5634

0,01206

0,397

0,0202

0,8351

0,00667

1,2702

0,01279

1,025

0,01491

0,8025

0,01507

0,6376

0,0211

0,9207

0,00672

1,0766

0,01490

1,3747

0,01597

0,9254

0,01685

0,7816

0,0041

0,0353

0,00746

0,9571

0,01521

1,4651

0,01736

1,0884

0,01868

0,9673

0,0049

0,0495

0,00781

0,7474

0,01386

1,2025

0,01850

1,2584

0,02032

1,1336

0,0070

0,1006

0,00784

0,587

0,01229

0,9495

0,01904

1,2881

0,02140

1,277

0,0089

0,1591

0,00827

0,4473

0,01089

0,7515

0,01776

1,0896

0,01565

0,6961

0,0110

0,2528

0,00873

0,3011

0,00985

0,6386

0,01610

0,9216

0,01553

0,6616

0,0110

0,2413

0,00884

0,1905

0,00890

0,5037

0,01471

0,7768

0,01174

0,3834

0,0092

0,1698

 

 

0,00794

0,4123

0,01296

0,6017

0,01011

0,276

0,0079

0,1265

 

 

0,00712

0,311

0,01107

0,4455

0,00859

0,2016

0,0067

0,0926

 

 

0,00611

0,245

0,00976

0,3452

0,00696

0,1348

0,0055

0,0627

 

 

0,00490

0,1522

0,00818

0,242

0,00489

0,0679

 

 

 

 

 

 

0,00647

0,1596

 

 

 

 

 

 

 

 

0,00536

0,1095

 

 

 

 

Рис. 1.1. Графіки залежності коефіцієнту гідравлічного опору від витрати води для дискового гасника з двома дисками.

Так же рекомендуем посмотреть:

© 2007 Hydrotechnics.ru.
Использование материалов разрешается при обязательной установке
активной гиперссылки на сайт Hydrotechnics.ru рядом с опубликованным материалом.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика