X
تبلیغات
بچه های مهندسی پلیمر بوشهر - گزارش کار آز-مکانیک سیالات (سرریزها )
 
نوشته شده توسط : حیدر احمدی
مقدمه:

سرریزها برای کنترل جریان و ارتفاع آب در رودخانه ها، کانالها و سدها بکار می روند. در بعضی موارد رابطه بین ارتفاع آب در بالادست سرریز و دبی جریان عبوری از سرریز وجود دارد و در این موارد می توان در هر لحظه با اندازه گیری ارتفاع سطح آب بالا دست سرریز، میزان دبی را بدست آورد. در این آزمایش به بررسی تعیین رابطه بین ارتفاع سطح آب بالادست و میزان جریان عبوری از سرریزهای مستطیلی و مثلثی می پردازیم.

شرح دستــــگاه:

دستگاه آزمایش تشکیل شده است از یک کانال کوتاه که در انتهای آن شیاری قرار گرفته است و میتوان سرریز مستطیلی و یا مثلثی را که در صفحه ای ایجاد شده است توسط آن شیار به دستگاه متصل نمود. در فاصله مناسبی از سرریز میکرومتری جهت اندازه گیری ارتفاع سطح آب بالادست سرریز نصب شده است. در این آزمایش ارتفاع سطح آب بالادست نسبت به لبه سرریز اندازه گیری شده و بکار می رود. در این دستگاه آب از یک طرف وارد کانال شده و پس از عبور از سرریز به تانک وزنی جهت محاسبه دبی هدایت می شود.

تئوری آزمایش:

مطابق شکل دو حرکت یک ذره آب را بین دو نقطه M , N در نظر می گیریم. نقطه M در بالادست سرریز و نقطه N روی سرریز قرار گرفته است. اگر از افت انرژی در این مسیر صرفنظر کنیم معادله برنولی نشان داده شده را خواهیم داشت.

با فرض اینکه سطح مقطع کانال در مقایسه با سطح مقطع سرریز به حد کافی بزرگ باشد، می توان از هد سرعت سیال در نقطه M صرفنظر نمود. همچنین فرض می شود که در نقطه N سیال بصورت یک جت پرتاب شده و در نتیجه فشار در این نقطه با فشار اتمسفر برابر است.(PN=0).

با در نظر گرفتن فرضهای فوق و با توجه به اینکه هد انرژی کل در نقطه M برابر Hخواهد بود.

اکنون با استفاده از رابطه 2 روابط مربوط به شدت جریان عبوری از سرریزهای مستطیلی و مثلثی را به دست می آوریم.

ســـرریز مستطیلی:

با توجه به شکل 2 المانی را به ضخامت dh در نظر می گیریم که عرض آن برابر با عرض سرریز b می باشد. شدت جریان عبوری از سطح این المان را با استفاده از رابطه 2 بدست می آوریم

با صرف نظر از انقباض و پایین آمدن سطح آب هنگام عبور از سرریز معادله نشان داده شده راخواهیم داشت.

ســـرریز مثلثی:

با توجه به شکل 2 با در نظر گرفتن المانی به ضخامت dh و فاصله h از سطح آب بالادست سرریز مثلثی با زاویه q 2 که عرض این المان برابر است با معادله نشان داده شده.

خواهد بود و به کمک رابطه 2 رابطه نشان داده شده در بخش معادلات را خواهیم داشت

با صرف نظر از انقباض و پایین آمدن سطح آب هنگام عبور از سرریز رابطه دبی عیوری در بخش معادلات نشان داده شده

همانطور که ملاحظه شد روابط 3 و 4 با فرض صرف نظر از انقباض و پایین آمدن سطح آب هنگام عبور از سرریز بدست خواهد آمد، در حالیکه این مقدار انقباض سطح مقطع قابل ملاحظه بوده و در نتیجه روابط 3و 4 را به شکل گفته شده در بخش معادلات نشان داده شده

Cd ضریب تخلیه سرریز نامیده می شود و از طریق آزمایش بدست می آید. ساده ترین روش برای محاسبه ضریب Cd و توان Hدر معادلات مربوط به سرریزها در بخش معادلات نشان داده شده

در معادله قبل در صورت ثابت بودن K,n با رسم نمودار لگاریتم Q در مقابل لگاریتمH مطابق شکل یک خط راست بدست می آید که n شیب آن و لگاریتم kعرض از مبدأ آن می باشد. بنابراین با انجام این آزمایش و رسم این نمودار می توان مقدار ضریب تخلیه سرریز مورد آزمایش را محاسبه نمود و همچنین با محاسبه K,n از روی نمودار می توان رابطه بین دبی و ارتفاع آب بالادست سرریز را بدست آورد، البته این رابطه در محدوده ای که نمودار مربوطه بصورت یک حظ راست است صادق می باشد.

روش آزمـــایش:

دستگاه را توسط پیچ های تنظیم بصورت افقی تراز می کنیم. سپس سرریز را روی دستگاه نصب و پمپ را روشن کرده و شیر را باز می کنیم تا آب وارد کانال شود. در اینجا باید از عدم نشت آب از اطراف صفحه سرریز اطمینان حاصل کرد. هنگامی که آب در آستانه سرریز شدن قرار گرفت، پمپ را خاموش می کنیم به علت پدیده کشش سطحی، سطح آب مقداری از لبه سرریز بالاتر قرار می گیرد باید برای سرریز مستطیلی با کشیدن انگشت بر روی لبه سرریز مقداری آب را خارج نمئد. در سرریز مثلثی می توان با دیدن تصویر سرریز در آب و انطباق رأس سرریز با رأس تصویر سرریز با خارج نمودن اندکی آب از کانال این عمل را انجام داد. اکنون نوک سوزن میکرومتر را با سطح آب داخل کانال مماس می کنیم و عدد نشان داده شده توسط ان را یادداشت می کنیم. حال پمپ را روشن نموده و شیر را کاملاً باز می کنیم، پس از اینکه سطح آب بالادست سرریز ثابت ماند مجدداً توسط میکرومتر ارتفاع آب را اندازه گیری می کنیم، اختلاف این ارتفاع و ارتفاع قبلی مقدار Hیعنی ارتفاع آب تا لبه سرریز را نشان می دهد. دبی عبوری از سرریز را نیز توسط تانک وزنی میز اندازه گیری می کنیم. عملیات فوق را برای دبی های مختلف تکرار نموده و نتایج را یادداشت می کنیم. باید توجه داشت که در طول انجام آزمایش آب از اطراف صفحه سرریز نشت نکند تا ارتفاع اندازه گیری شده صحیح باشد.

معــــادلات:

مستطیلی:

مثلثی:

LogQ=LogK+n.LogH

:: برچسب‌ها: گزارش کار
تاريخ انتشار : یکشنبه هفدهم اردیبهشت 1391 |
 

.

.

مشاهده جدول کامل ليگ برتر ايران


mouse code

كد ماوس