Isang paraan para sa pagtukoy ng wetted perimeter para sa isang channel na may magaspang na ibabaw. Pagkalkula ng bukas na cross-sectional area, wetted perimeter at daloy ng tubig

Daloy ng likido- ito ay bahagi ng tuluy-tuloy na gumagalaw na likido, na nililimitahan ng mga solidong deformable o non-deformable na pader na bumubuo sa flow channel. Ang mga daloy na may libreng ibabaw ay tinatawag na free-flow flow. Ang mga daloy na walang libreng ibabaw ay tinatawag na mga daloy ng presyon

Ang daloy ng likido ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga parameter tulad ng bukas na cross-sectional area S, daloy ng likido Q(G), at average na bilis v.

Live flow cross section- ito ay isang seksyon na patayo sa bawat punto sa bilis ng butil ng daloy ng likido.

Ang mga vector ng bilis ng butil ay may ilang pagkakaiba-iba sa daloy ng likido.

Ang buhay na cross section ng daloy ng fluid ay isang seksyon na patayo sa bilis ng mga particle sa daloy ng fluid sa bawat punto.

kanin. Mga vector ng bilis ng daloy ng likido (a) at epektibong cross section (b)

Samakatuwid, ang live na cross-section ng daloy ay isang curved plane (Fig. a, linya I-I) Dahil sa bahagyang pagkakaiba sa pagitan ng mga velocity vectors sa hydrodynamics, ang living cross section ay itinuturing na isang eroplanong matatagpuan patayo sa bilis ng fluid sa gitna ng daloy.

Daloy ng likido ay ang dami ng likidong dumadaloy sa live na cross-section ng daloy sa bawat yunit ng oras. Ang rate ng daloy ay maaaring matukoy sa mass fractions G at volume fractions Q.

Average na bilis ng likido ay ang average na bilis ng particle sa live na cross section ng daloy.

Kung sa isang live na cross-section ng isang daloy na gumagalaw, halimbawa, sa isang pipe, bumuo kami ng mga vector ng bilis ng butil at ikinonekta ang mga dulo ng mga vector na ito, pagkatapos ay makakakuha kami ng isang graph ng mga pagbabago sa mga bilis (velocity diagram).

kanin. Pamamahagi ng mga bilis ng likido sa live na seksyon ng pipe sa panahon ng daloy: a - magulong; b - laminar

Kung ang lugar ng naturang diagram ay nahahati sa diameter ng isang naibigay na tubo, ang halaga na nakuha ay average na bilis paggalaw ng likido sa isang partikular na seksyon:

Vcр = Se/d,
kung saan ang Se ay ang lugar ng lokal na diagram ng bilis; d - diameter ng tubo

Kinakalkula ang volumetric fluid flow gamit ang formula:

Q = Se*Msr,
kung saan ang Q ay ang live na cross-sectional area ng daloy.

Tinutukoy ng mga parameter ng daloy ng likido ang katangian ng paggalaw ng likido. Bukod dito, maaari itong maging steady at unsteady, pare-pareho at hindi pantay, tuloy-tuloy at cavitating, laminar at turbulent.

Kung ang mga parameter ng daloy ng likido ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon, kung gayon ang paggalaw nito ay tinatawag na steady.

Ang uniporme ay isang paggalaw kung saan ang mga parameter ng daloy ay hindi nagbabago sa haba ng pipeline o channel. Halimbawa, ang paggalaw ng likido sa pamamagitan ng isang tubo ng pare-pareho ang diameter ay pare-pareho.

Ang tuluy-tuloy na paggalaw ng isang likido ay tinatawag kapag ito ay gumagalaw sa tuluy-tuloy na daloy na pumupuno sa buong volume ng pipeline.

Ang paghihiwalay ng daloy mula sa mga dingding ng pipeline o mula sa naka-streamline na bagay ay humahantong sa paglitaw ng cavitation.

Ang cavitation ay ang pagbuo ng mga voids sa isang likido na puno ng gas, singaw o isang halo ng pareho.

Nangyayari ang cavitation bilang resulta ng lokal na pagbaba ng presyon sa ibaba kritikal na halaga pcr sa isang ibinigay na temperatura (para sa tubig pcr = 101.3 kPa sa T = 373 K o pcr = 12.18 kPa sa T = 323 K, atbp.). Kapag ang gayong mga bula ay pumasok sa isang zone kung saan ang presyon ay mas mataas kaysa sa kritikal, ang mga likidong particle ay dumadaloy sa mga void na ito, na humahantong sa isang matalim na pagtaas sa presyon at temperatura. Samakatuwid, ang cavitation ay negatibong nakakaapekto sa pagpapatakbo ng mga hydraulic turbine, mga likidong bomba at iba pang mga elemento ng mga hydraulic device.

Daloy ng laminar- ito ang nakaayos na paggalaw ng isang likido nang walang paghahalo sa pagitan ng mga katabing layer nito. Sa laminar flow, ang bilis at inertial na pwersa ay kadalasang maliit, at ang friction forces ay makabuluhan. Kapag tumaas ang bilis sa isang tiyak na halaga ng threshold laminar mode nagiging magulo ang daloy.

Magulong paggalaw- ito ang daloy ng isang likido kung saan ang mga particle nito ay gumaganap ng hindi matatag, random na paggalaw sa mga kumplikadong trajectory. Sa magulong daloy, ang bilis ng likido at ang presyon nito sa bawat punto ng daloy ay nagbabago, at ang matinding paghahalo ng gumagalaw na likido ay nangyayari.

Upang matukoy ang mode ng paggalaw ng likido, may mga kundisyon ayon sa kung saan ang bilis ng daloy ay maaaring mas malaki o mas mababa kaysa sa kritikal na bilis kapag ang laminar motion ay nagiging turbulent at vice versa.

Gayunpaman, isang mas unibersal na pamantayan ang naitatag, na tinatawag na pamantayan o bilang ng Reynolds:

Re = vd/V,
kung saan ang Re ay ang Reynolds number; v - average na bilis ng daloy; d - diameter ng pipeline; V- kinematic lagkit mga likido.

Natukoy ng mga eksperimento na sa sandali ng paglipat mula sa laminar mode ng paggalaw ng likido patungo sa magulong, Re = 2320.

Ang Reynolds number kung saan nagiging magulo ang laminar regime ay tinatawag na kritikal. Samakatuwid, sa Re< 2320 движение жидкости - ламинарное, а при Re >2320 - magulong. Kaya ang kritikal na bilis para sa anumang likido.

Daloy, wetted perimeter, hydraulic radius, volumetric at bigat na daloy ng likido, average na bilis ng daloy

Ang lahat ng daloy ng likido ay nahahati sa dalawang uri:

1) presyon - walang libreng ibabaw;

2) non-pressure - na may libreng ibabaw.

Ang lahat ng mga thread ay may pagkakatulad mga elemento ng haydroliko: streamlines, open cross-section, flow rate, bilis. Dalhin natin maikling diksyunaryo ang mga salitang ito ng haydroliko.

Libreng ibabaw - ito ang interface sa pagitan ng likido at gas, ang presyon kung saan ay karaniwang katumbas ng atmospheric pressure (Larawan 7, a). Ang presensya o kawalan nito ay tumutukoy sa uri ng daloy: libreng daloy o presyon. Dumadaloy ang presyon, bilang panuntunan, ay sinusunod sa mga tubo ng tubig(Larawan 7, b) - gumana sa isang buong cross-section. Non-pressure - sa mga sistema ng alkantarilya (Larawan 7, c), kung saan ang tubo ay hindi ganap na napuno, ang daloy ay may libreng ibabaw at gumagalaw sa pamamagitan ng gravity, dahil sa slope ng pipe.

Ang streamline ay isang elementarya na stream ng daloy, ang cross-sectional area kung saan ay walang katapusan na maliit. Ang daloy ay binubuo ng isang bundle ng mga stream (Fig. 7d).

Lugar ng live flow (m2) - ito ang cross-sectional area ng daloy na patayo sa mga streamline (tingnan ang Fig. 7d).

Rate ng daloy q(o Q) ay ang dami ng likido V, na dumadaan sa live na cross section ng daloy sa bawat yunit ng oras t :

q = V/t.

Mga yunit ng daloy ng SI m3/s, at sa iba pang mga system: m3/h, m3/araw, l/s.

Average na bilis ng daloy v (MS) - ito ang quotient ng paghahati ng flow rate sa open cross-sectional area:

Ang mga bilis ng daloy ng tubig sa supply ng tubig at mga network ng sewerage ng mga gusali ay karaniwang nasa pagkakasunud-sunod ng 1 MS.

Ang susunod na dalawang termino ay tumutukoy sa mga daloy ng grabidad.

Basang perimeter (m) - ito ay bahagi ng perimeter ng live na seksyon ng daloy, kung saan ang likido ay nakikipag-ugnayan sa mga solidong dingding. Halimbawa, sa Fig. 7 , sa magnitude ay ang haba ng arko ng isang bilog na nabubuo ibabang bahagi live na seksyon ng daloy at nakikipag-ugnayan sa mga dingding ng tubo.

Hydraulic radius R (m) - ito ay isang relasyon ng form na ginagamit bilang isang parameter ng disenyo sa mga formula para sa mga daloy ng libreng daloy.

Paksa 1.3: “Pag-agos ng likido. Hydraulic na pagkalkula ng mga simpleng pipeline"

Dumaloy sa maliliit na butas sa isang manipis na pader sa palaging presyon. Daloy dahil sa hindi perpektong compression. Pag-expire sa ibaba ng antas. Dumaloy sa mga nozzle sa pare-pareho ang presyon. Outflow mula sa ilalim ng balbula sa isang pahalang na tray.

Ang isang butas ay itinuturing na maliit kung ang taas nito ay hindi lalampas sa 0.1 N, Saan
N– ang labis ng libreng ibabaw ng likido sa itaas ng sentro ng grabidad ng butas (Larawan 1).

Ang pader ay itinuturing na manipis kung ang kapal nito d< (1,5…3,0) d(tingnan ang Fig. 1). Kung ang kundisyong ito ay natutugunan, ang halaga ng d ay hindi makakaapekto sa likas na katangian ng daloy ng likido mula sa butas, dahil ang dumadaloy na daloy ng likido ay dumadampi lamang sa matalim na gilid ng butas.

kanin. 1. Ang pagtagas ng likido mula sa butas
sa isang manipis na pader

Dahil ang mga likidong particle ay lumilipat patungo sa butas sa kahabaan ng curvilinear trajectories ng inertial forces, ang jet na umaagos palabas ng butas ay na-compress. Dahil sa pagkilos ng mga inertial forces, ang jet ay patuloy na nag-compress pagkatapos lumabas sa butas. Ang pinakamalaking compression ng jet, tulad ng ipinapakita ng mga eksperimento, ay sinusunod sa seksyong c-c sa layo na humigit-kumulang (0.5...1.0) d mula sa pasukan na gilid ng butas (tingnan ang Fig. 1). Ang seksyong ito ay tinatawag na compressed. Tinatantya ang antas ng compression ng jet sa seksyong ito ratio ng compression e:

,

kung saan ang w c at w ay ang lugar ng naka-compress na live na seksyon ng jet at ang lugar ng butas, ayon sa pagkakabanggit.

Average na bilis ng jet V c sa naka-compress na seksyon с-с at r 0 = r at ay kinakalkula gamit ang formula na nakuha mula sa equation ni D. Bernoulli, na pinagsama-sama para sa seksyon I-I at s-s (tingnan ang Fig. 1):

,

kung saan ang j ay ang koepisyent ng bilis ng butas.

Batay sa paggamit ng equation ng trajectory ng jet na dumadaloy mula sa butas, ang isa pang expression para sa coefficient j ay nakuha:

Sa mga formula (3) at (4), ang a ay ang Coriolis coefficient, z ay koepisyent ng paglaban sa butas, x i At y i– mga coordinate ng isang di-makatwirang punto ng jet trajectory, na sinusukat mula sa gitna ng butas.

Dahil ang presyon ay nawala higit sa lahat malapit sa butas, kung saan ang mga bilis ay medyo mataas, kapag umaagos palabas ng butas, lamang lokal na pagkawala ng ulo.

Daloy ng likido Q sa pamamagitan ng butas ay katumbas ng:

.

Narito ang m ay ang koepisyent ng daloy ng orifice, na isinasaalang-alang ang impluwensya ng hydraulic resistance at jet compression sa daloy ng likido. Isinasaalang-alang ang expression para sa m, ang formula (1.25) ay kumukuha ng form:

Ang mga halaga ng mga coefficient e, z, j, m para sa mga butas ay tinutukoy empirically. Napag-alaman na nakadepende sila sa hugis ng butas at bilang ng Reynolds. Gayunpaman, sa malalaking bilang ng Reynolds (Re ³ 10 5), ang mga ipinahiwatig na coefficient ay hindi nakadepende sa Re para sa parehong round at parisukat na butas na may perpektong compression, ang mga jet ay pantay: e = 0.62...0.64, z = 0.06, j = 0.97...0.98, m = 0.60...0.62.

Ang nozzle ay isang tubo na may haba na 2.5 d £ L n £5 d(Larawan 2), konektado sa isang maliit na butas sa isang manipis na pader upang baguhin ang haydroliko na katangian ng pag-agos (bilis, daloy ng likido, jet trajectory).

kanin. 2. Outflow sa pamamagitan ng divergent
at nagtatagpo ng mga nozzle

Ang mga nozzle ay cylindrical (panlabas at panloob), conical (converging at diverging) at conoidal, ibig sabihin, nakabalangkas sa hugis ng jet na dumadaloy mula sa butas.

Ang paggamit ng anumang uri ng nozzle ay nagdudulot ng pagtaas sa pagkonsumo ng likido Q salamat sa vacuum na nangyayari sa loob ng nozzle sa compressed area mga seksyon s-s(tingnan ang Fig. 2) at nagiging sanhi ng pagtaas ng presyon ng pag-agos.

Average na bilis ng daloy ng likido mula sa nozzle V at pagkonsumo Q tinutukoy ng mga formula na nakuha mula sa equation ni D. Bernoulli, na isinulat para sa mga seksyon 1–1 (sa tangke ng presyon) at in-in (sa exit mula sa nozzle, Fig. 2).

Dito - koepisyent ng bilis ng nozzle,

z n - koepisyent ng paglaban ng nozzle.

Para sa outlet section v-v koepisyent jet compression e = 1 (ang nozzle sa lugar na ito ay gumagana nang may buong cross-section), samakatuwid ang nozzle flow rate m n = j n.

Ang daloy ng fluid na dumadaloy palabas ng nozzle ay kinakalkula gamit ang isang form na katulad ng formula (7),

Live na seksyon(ώ) ay tinatawag cross section daloy, na matatagpuan normal sa direksyon ng average na bilis ng daloy at limitado sa ibaba ng channel, at sa itaas ng ibabaw ng tubig.

Upang pag-aralan ang live na seksyon at ang basang perimeter, ginamit ang mga seksyon kung saan natukoy. Sa bawat isa sa mga seksyong ito, ang mga sukat ng lalim ay kinukuha sa ilang mga punto (Talahanayan 11).

Talahanayan 11 Mga sukat ng live na lalim ng seksyon

Ang distansya sa pagitan ng mga punto ng pagsukat sa pagkakahanay ay depende sa lapad ng stream at kinukuha sa lapad na 1 hanggang 5 m - bawat 0.5 m, at mula 5 hanggang 10 m - bawat 0.5-1.0 m.

Upang matukoy ang buhay na cross-sectional na lugar, ang mga cross-sectional na profile ng bawat seksyon ay itinayo sa graph paper (Larawan 5). Para sa kalinawan, ang isang vertical scale (para sa lalim) ay 10 beses na mas malaki kaysa sa pahalang. Ang antas ng tubig at ang petsa ng pagsukat ay ipinahiwatig sa itaas ng profile.

Figure 5 Cross section ng alignment

Tinutukoy ang living cross-sectional area bilang kabuuan ng mga lugar mga geometric na hugis(trapeze at kanang tatsulok sa baybayin) ayon sa pormula:

kung saan ang b ay ang pare-parehong distansya sa pagitan ng mga punto ng pagsukat, m;

b n - distansya sa pagitan matinding puntos, m;

Н 1, Н 2….Н n– lalim sa mga punto ng pagsukat, m.

Ang living cross-sectional area ay kinakalkula para sa upper c), middle (c) at lower n) na mga seksyon. Ang average na living cross-sectional area ay kinakalkula gamit ang formula:

Basang perimeter(χ) – haba ng ilalim na linya ng ilog sa pagitan ng mga gilid ng tubig. Ito ay kinakalkula bilang kabuuan ng mga hypotenuse ng right triangles gamit ang formula

+ 2 + ………

kung saan ang b 2 ay ang pare-parehong distansya sa pagitan ng mga punto ng pagsukat, m;

b n - distansya sa pagitan ng matinding mga punto;

N 1, N 2, N n) - lalim pagsukat ng mga vertical, m.

Ang wetted perimeter ay kinakalkula kasama ang upper b, middle c at lower n sections. Ang average na basang perimeter av (m) ay kinakalkula ng formula

Avg = 0.25(v +2 s + n).

Hydraulic radius ( R) ay ang kaugnayan sa Wed. Para sa mga channel na ang lapad ay malapit sa basang perimeter, R=H avg.

Pagkonsumo Q(m 3 / sec) ng tubig sa isang ilog ay ang dami ng tubig na dumadaloy sa isang cross section sa isang segundo

Pag-alam sa daloy ng tubig at lugar ng ilog catchment F, kalkulahin ang modulus ng drain M(o q, l/sec mula 1 km 2).

Mga post sa pagsukat ng tubig

Ang pagmamasid sa taas (H) ng lebel ng tubig (WL) sa ilog ay isinasagawa sa isang water gauging station. Mayroong: pile, rack, awtomatiko at iba pang mga poste ng tubig. Ang mga obserbasyon sa kanila ay karaniwang isinasagawa dalawang beses sa isang araw - 8 at 20 na oras.

Tambak ang istasyon ng pagsukat ng tubig ay binubuo ng mga tambak na itinatapon sa ilang distansya mula sa isa't isa patungo sa ilalim o pampang ng mga ilog at sa kahabaan ng pagkakahanay (Larawan 6). Ang pinakamataas ay may No. 1 at hindi binabaha kahit na sa panahon ng pinakamataas na baha. Sa likod nito, mas malapit sa ilog, mayroong pile No. 2, atbp. Ang huling, mas mababang tumpok ay itinutulak sa ilalim ng ilog, ang ulo nito ay palaging binabaha. Ang mga ulo ng mga pile ay tumaas ng hindi hihigit sa 10-15 cm sa ibabaw ng ibabaw ng lupa Ang distansya sa pagitan ng mga pile ay sinusukat at ang mga pile ay leveled (ang labis sa pagitan ng mga ito ay hindi hihigit sa 40-50 cm).

Figure 6 Pile water metering station

Ang mga taas ng antas ng tubig ay sinusukat gamit ang isang portable water measuring rod, na inilalagay sa ulo ng pile.

Rack at pinion ang isang water-measuring station ay binubuo ng isa o higit pang water-measuring slats, na mahigpit na nakakabit sa dingding ng isang istraktura o sa mga espesyal na tambak.

Auto istasyon ng pagsukat ng tubig Sa mga kinokontrol na ilog at ilog na may matalim na pagbabagu-bago sa antas ng tubig, bilang karagdagan sa karaniwang mga poste ng pagsukat ng tubig, inilalagay ang mga recorder na patuloy na nagtatala ng mga antas ng tubig. Ang pag-install ng mga Valdai recorder ay kadalasang isinasagawa sa pampang ng ilog sa isang maliit na booth sa itaas ng reinforced concrete o kahoy na balon, na konektado sa pamamagitan ng isang supply pipe sa ilog. Ang antas ng tubig sa balon ay naibalik sa parehong antas tulad ng sa ilog (Larawan 7).

Figure 7 Shore type recorder installation

Pagsisiyasat ng mga katangian sa ibabaw o hangganan, tulad ng kakayahang magbasa; pag-aaral ng mga epekto ng pagsasabog; pagsusuri ng mga materyales sa pamamagitan ng pagtukoy ng kanilang mga epekto sa ibabaw, hangganan at pagsasabog; pag-aaral o pagsusuri ng mga istruktura sa ibabaw sa hanay ng atomic

Ang imbensyon ay nauugnay sa agrikultura, partikular sa mga pamamaraan para sa pag-aaral ng runoff ng natutunaw at tubig-ulan na nagaganap sa ibabaw na bumubuo ng runoff. Ang teknikal na resulta ng imbensyon ay upang gawing simple ang pamamaraan at dagdagan ang katumpakan ng pagtukoy ng basang perimeter para sa isang magaspang na kama. Ang kakanyahan ng imbensyon: ang proseso ng pakikipag-ugnayan ng daloy ng tubig na may magaspang na ibabaw ay ginagaya sa pamamagitan ng pagpapalit sa gumaganang bahagi ng isang hilig na tray, na ginawa gamit ang magaspang na ibabaw na pinag-aaralan, na may isang precision-made na sample na may hydraulically makinis na ibabaw, hanapin ang dependence ng taas ng daloy sa rate ng daloy ng tubig para sa isang haydroliko na makinis na ibabaw. Ang isang precision-made na sample na may haydroliko na makinis na ibabaw ay pinapalitan ng gumaganang bahagi na ginawa gamit ang magaspang na ibabaw na pinag-aaralan, at isang graphical na pagdepende sa taas ng daloy sa rate ng daloy ng tubig para sa magaspang na ibabaw ay matatagpuan. Ang wetted perimeter coefficient ay tinutukoy ng ratio ng mga kritikal na rate ng daloy ng tubig na tumutugma sa kritikal na bilang ng Reynolds sa hangganan sa pagitan ng laminar at transitional water flow regimes, ayon sa pagkakabanggit, para sa magaspang at haydroliko na makinis na mga ibabaw ng channel. Ang halaga ng wetted perimeter para sa isang magaspang na ibabaw ay tinutukoy bilang ang produkto ng wetted perimeter coefficient at ang wetted perimeter para sa isang hydraulically smooth na surface. 1 mesa, 3 may sakit.

Mga guhit para sa RF patent 2292034

Ang imbensyon ay nauugnay sa agrikultura, lalo na sa mga pamamaraan at kagamitan para sa pag-aaral ng runoff ng natutunaw at tubig-ulan na nagaganap sa ibabaw na bumubuo ng runoff (sa mga slope, sa isang gully-beam network, sa mga pansamantalang channel, atbp.), at maaaring gamitin sa larangan ng hydrology, hydraulic engineering, irigasyon at drainage, sa industriyal, civil at road construction.

Mayroong isang kilalang paraan para sa pagtukoy ng basang perimeter, bilang isang elemento ng live na cross-section ng daloy, para sa mga prismatic channel. Halimbawa, ang isang pabilog na live na seksyon ay may basang perimeter, katumbas ng haba bilog

kung saan ang R ay ang radius ng pabilog na live na seksyon.

Para sa mga regular na hugis-parihaba na channel, ang wetted perimeter ay tinutukoy ng kabuuan ng lapad at dalawang beses ang taas ng daloy ng likido.

kung saan ang B ay ang lapad ng channel, ang h ay ang taas ng daloy ng gumagalaw na likido.

Disadvantage kilalang pamamaraan ay para sa lahat ng ibinigay na mga seksyon, ang katumpakan ng pagtukoy ng basang perimeter ay nakasalalay sa haydroliko na kinis ng channel. Para sa magaspang na ibabaw, ang basang perimeter ay mas malaki kaysa sa makinis. Kapag nagsasagawa haydroliko na mga kalkulasyon ang katotohanang ito ay hindi isinasaalang-alang o ang isang tinatayang kahulugan ng basang perimeter para sa isang magaspang na ilog ay ginagamit.

Mayroon ding isang kilalang paraan para sa pagtukoy ng basang perimeter sa isang magaspang na ibabaw, na iminungkahi ni Prof. A.A.Sabaneev, batay sa pagpapalit ng aktwal na basang perimeter ng putol na linya. Dito, para sa bawat isa sa mga segment ng putol na linya, ang anggulo ng pagkahilig nito sa abot-tanaw ay nakatakda

kung saan ang h i ay ang taas ng sirang mga segment ng linya; b i ay ang pahalang na haba ng projection ng bawat segment,

Pagbubuod ng mga halaga ng i, nakakakuha kami ng isang expression para sa wetted perimeter sa anyo:

Gayunpaman, ang aktwal na basang perimeter ay hindi mapapalitan ng putol na linya, dahil ang magaspang na ibabaw ay binubuo ng maliliit na particle na mayroong magkaibang hugis mga balangkas (bilog, ellipse at iba pang mga figure na mas kumplikadong hugis).

Ang layunin ng pag-imbento ay upang gawing simple ang pamamaraan at dagdagan ang katumpakan ng pagtukoy ng basang perimeter para sa isang magaspang na kama.

Ang layuning ito ay nakamit sa pamamagitan ng katotohanan na sa pamamaraan para sa pagtukoy ng basang perimeter para sa isang channel na may magaspang na ibabaw, kabilang ang pagmomodelo ng proseso ng pakikipag-ugnayan ng isang daloy ng tubig na may isang magaspang na ibabaw, kung saan ginagamit ang gumaganang bahagi ng isang hilig na tray , na ginawa sa anyo ng isang precision-made na sample na may hydraulically smooth na ibabaw, ay nakatakda gamit ang system na nagbibigay ng pare-parehong presyon, mga rate ng daloy ng tubig at sukatin ang taas ng daloy sa mga bahagi ng pumapasok at labasan ng tray, maghanap ng isang graphical na pag-asa ng taas ng daloy sa rate ng daloy ng tubig para sa isang haydroliko na makinis na ibabaw, palitan ang isang precision-made na sample ng isang hydraulically smooth na ibabaw na may gumaganang bahagi na ginawa gamit ang pagsubok na magaspang na ibabaw, itakda ang mga rate ng daloy ng tubig at sukatin ang taas ng daloy sa pumapasok at labasan mga bahagi ng tray, maghanap ng graphical na dependence ng taas ng daloy sa daloy ng tubig para sa isang magaspang na ibabaw, at mula sa mga graphical na dependence ay matukoy ang kritikal na daloy ng tubig para sa isang magaspang at haydroliko na makinis na ibabaw, na tumutugma sa kritikal na Reynolds number sa hangganan sa pagitan ng laminar at transitional water flow regimes , na ipinahayag sa mga curves sa pamamagitan ng isang matalim na pagtaas sa taas ng daloy, tinutukoy ang wetted perimeter coefficient k bilang ratio ng mga kritikal na rate ng daloy ng tubig na tumutugma sa kritikal na bilang ng Reynolds sa hangganan sa pagitan ng laminar at transitional water flow regimes, ayon sa pagkakabanggit , para sa magaspang at haydroliko na makinis na mga ibabaw:

h - taas ng daloy ng tubig sa labasan na bahagi ng tray, m,

at tukuyin ang halaga ng wetted perimeter para sa isang magaspang na ibabaw bilang produkto ng wetted perimeter coefficient at ang wetted perimeter para sa isang haydroliko na makinis na ibabaw:

kung saan ang W ay ang wetted perimeter ng magaspang na ibabaw, m;

Ang G ay ang basang perimeter ng isang haydroliko na makinis na ibabaw, m.

Ipinapakita ng Figure 1 ang isang aparato para sa pagpapatupad ng iminungkahing pamamaraan; sa figure 2 - seksyon A-A sa figure 1.

Ang aparato ay binubuo ng isang inclined tray 1, na naayos sa isang base 2 (Fig. 1), kung saan ang tray ay binubuo ng tatlong hiwalay mga bahagi, na binubuo ng isang input at output 3, na ginawa gamit ang isang haydroliko na makinis na ibabaw (halimbawa, salamin na salamin), at isang gumaganang 4, na ginawa gamit ang isang pagsubok na magaspang na ibabaw, tiyak na naka-install sa pagitan ng mga bahagi ng input at output gamit ang micrometer screws 5 na inilagay sa base 2, 6 micrometers na may mga panukat na karayom ​​7 na naka-install sa mga bahagi ng inlet at outlet ng tray kasama ang longitudinal axis nito sa mga gilid na dingding (Larawan 2), ang mga sulok 8 na inilagay sa mga gilid ng base kasama ang buong haba, na tinitiyak ang tuwid ng tray 1, ang constant pressure power supply system 9, ang damper 10 at Hoffmann clamp 11.

Ang pamamaraan ay ipinatupad tulad ng sumusunod. Bago simulan ang mga eksperimento, sa halip na ang gumaganang bahagi 4, isang precision-made na sample na may hydraulically smooth na ibabaw, halimbawa salamin na salamin, na hindi tinatablan ng tubig sa magkasanib na mga linya (hindi ipinapakita) ay naka-install sa tray 1. Pagkatapos, gamit ang isang palaging sistema ng supply ng presyon, ang paunang nakalkulang daloy ng tubig Q V ay itinatag

kung saan ang Re KR 1000 ay ang kritikal na Reynolds number para sa dumadaloy ang gravity; B - lapad ng tray, m; - kinematic lagkit ng tubig, m 2 / s.

Ang Hoffmann clamp 11 ay binuksan at gamit ang micrometers 6 na may panukat na karayom ​​7, ang taas ng daloy ng tubig sa inlet h in1 at outlet h na mga bahagi ng tray 1 Susunod, ang daloy ng tubig ay tumaas at ang mga eksperimento ay isinasagawa ayon sa pamamaraan sa itaas. Sa pamamagitan ng pagtatakda ng mga rate ng daloy, natutukoy ang taas ng daloy ng tubig sa inlet h in1 at ang outlet h na mga bahagi ng tray 1 Ang mga resultang nakuha ay naitala sa log ng pagmamasid, kung saan ang isang graph ng taas ng daloy kumpara sa daloy ng tubig h= Naka-plot ang f(Q).

Pagkatapos bilang kapalit salamin na salamin gumagana ang bahagi 4 na may magaspang na ibabaw na susuriin ay naka-install sa tray 1. Ang junction ng nagtatrabaho bahagi 4 at tray 1 ay hindi tinatablan ng tubig. Ang Hoffmann clamp 11 ay binuksan at gamit ang micrometers 6 na may panukat na karayom ​​7, ang taas ng daloy ng tubig sa pumapasok na bahagi ng tray h in ay sinusukat (bilang resulta ng pananaliksik ay natagpuan na para sa parehong binigay na gastos ang taas ng daloy h sa h in1, samakatuwid h in ay hindi sinusukat) at ang taas ng daloy ng tubig sa saksakan h bahagi ng tray 1.

Ang mga resultang nakuha ay naitala sa isang observation log, kung saan naka-plot ang isang graph ng dependence ng taas ng daloy sa daloy ng tubig h=f(Q). Tinutukoy ng graph ang mga kritikal na rate ng daloy ng tubig at , na tumutugma sa kritikal na bilang ng Reynolds, sa hangganan sa pagitan ng laminar at transitional na mga rehimen ng daloy ng tubig, na ipinahayag sa mga kurba ng h=f(Q) sa pamamagitan ng isang matalim na pagtaas sa taas ng daloy, ayon sa pagkakabanggit, para sa magaspang at hydraulically makinis na ibabaw.

Ipahayag natin ang kritikal na Reynolds number para sa mga daloy ng libreng daloy para sa isang haydroliko na makinis na ibabaw

at para sa pinag-aralan na magaspang na ibabaw

Sa hangganan sa pagitan ng laminar at transition na mga rehimen, ang Reynolds number ay halos pareho para sa makinis at magaspang na mga ibabaw ng channel. Ang huli ay nakumpirma ng maraming pag-aaral. Kaya, ayon kay Chugaev R.R.

Ang Reynolds number Re ay hindi nakadepende sa magaspang na ibabaw, at ang halaga ng Reynolds number Re ay makabuluhang naiimpluwensyahan ng cross section ng daloy.

Ang equating expression (1) at (2), nakuha namin na ang ratio ng mga basang perimeter ng magaspang at haydroliko na makinis na mga ibabaw ay katumbas ng ratio ng mga kritikal na rate ng daloy ng tubig na tumutugma sa kritikal na numero ng Reynolds sa hangganan sa pagitan ng laminar at transitional mode. ng daloy ng tubig sa magaspang at haydroliko na makinis na ibabaw

Alamin natin ang koepisyent ng wetted perimeter sa pamamagitan ng ratio ng mga kritikal na rate ng daloy

at ang laki ng wetted perimeter para sa isang magaspang na ibabaw

kung saan ang k ay ang wetted perimeter coefficient; W - wetted perimeter ng isang magaspang na ibabaw, m; G - wetted perimeter ng isang hydraulically smooth na ibabaw, m; - kritikal na daloy ng tubig sa m 3 / s, na tumutugma sa kritikal na numero ng Reynolds, sa hangganan sa pagitan ng laminar at transitional na mga mode ng daloy ng tubig sa isang magaspang na ibabaw, na tinutukoy mula sa graphical na pag-asa na nakuha bilang resulta ng eksperimento; - kritikal na rate ng daloy ng tubig sa m 3 / s, na tumutugma sa kritikal na Reynolds number, sa hangganan sa pagitan ng laminar at transitional mode ng daloy ng tubig sa isang haydroliko na makinis na ibabaw, na tinutukoy mula sa graphical na pag-asa na nakuha bilang resulta ng eksperimento.

3. RF Patent No. 2021647, klase. A 01 B 13/16, 1994.

Isang paraan para sa pagtukoy ng basang perimeter para sa isang channel na may magaspang na ibabaw, kabilang ang pagmomodelo ng proseso ng pakikipag-ugnayan ng isang daloy ng tubig na may isang magaspang na ibabaw, na nailalarawan sa paggamit nito sa gumaganang bahagi ng isang hilig na tray, na ginawa sa anyo ng isang katumpakan -ginawa na sample na may hydraulically smooth na ibabaw, itinakda gamit ang pare-parehong presyon ng sistema ng supply ng kuryente, mga rate ng daloy ng tubig at sukatin ang taas ng daloy sa mga bahagi ng pumapasok at labasan ng tray, maghanap ng graphical na pagdepende ng taas ng daloy sa rate ng daloy ng tubig para sa isang haydroliko na makinis na ibabaw, palitan ang isang precision-made na sample ng isang hydraulically smooth na surface na may gumaganang bahagi na ginawa gamit ang test rough surface, itakda ang mga rate ng daloy ng tubig at sukatin ang taas ng daloy sa mga bahagi ng pumapasok at labasan ng tray, maghanap ng graphical na dependence ng taas ng daloy sa daloy ng tubig para sa isang magaspang na ibabaw, at mula sa mga graphical na dependence ay matukoy ang kritikal na daloy ng tubig para sa isang magaspang na ibabaw