Hydraulischer Sprung

Hinweis: Dieses Experiment verwendet eine relativ starke Tauchpumpe. Die Pumpe sollte nur ein Fi-Schutzschalter Steckdose elektrische Risikominimierung angeschlossen werden. Stellen Sie sicher, dass keine anderen a/c powered Geräte in der Nähe des Experiments tätig sind.

1. Herstellung von offene Wasserführung Anlage und Tank (siehe Diagramm und Foto, Abb. 3)

1. Schnittlängen von ~6.0 mm dicken × 9,5 cm breit klar Acrylplatte mit folgenden Längen: 2 × 15 cm, 2 × 25 cm, 1 × 34 cm, 1 × 41 cm (Abb. 3a). Es wird empfohlen, eine Tabelle zu verwenden gesehen oder Laser-Cutter um sicherzustellen, dass die Kanten relativ flach sind und die Blätter haben gleich Dicke.
2. Schneiden Sie Löcher in den unteren rechten Ecken von zwei 60 × 45 cm Acrylplatten, montieren Sie den Durchflussmesser (Abb. 3a). Schneiden Sie ein Loch auf der oberen rechten Seite des vorderen Blattes der Stromregelventil installieren.
3. Verwenden Sie Acryl Zement (z.B., SCIGRIP 16), um die Acryl-Paneele zu verbinden, wie in Abb. 3a angegeben. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung und tragen Sie Handschuhe beim Umgang mit des Acryl Zements. Es ist hilfreich, Zement mit einer Nadel Spritze auftragen und Klebeband verwenden, um Platten während der Härtung zu positionieren. Lassen Sie den Zement für 24-48 Stunden zu heilen.
4. Installieren Sie den Durchflussmesser auf der Frontplatte und Affix mit den mitgelieferten Schrauben. Installieren Sie 1 NPT auf ½ NPT reduzierenden Beschläge an den Durchflussmesser Einlass und Auslass-Anschlüssen. Installieren Sie ½ NPT auf 0,5 Zoll Innendurchmesser Stacheldraht passende Adapter für die Armaturen.
5. Installieren Sie ein 0,5 Zoll. ID und ein 0,75 Zoll. ID Stacheldraht Anbau an den Schieber (Flow-Rate-Regler). Schließen Sie den Stacheldraht passend zur Tauchpumpe mit ~ 20 cm Länge Schlauch so, dass der Ventilgriff mit dem Loch auf der Oberseite rechts von der Acryl-Gehäuse (Abb. 3 b-c).
6. Legen Sie die Pumpe in den unteren Behälter, und installieren Sie das Ventil zu, so dass die Ventilspindel das Befestigungsloch durchläuft und der Griff außerhalb des Gehäuses (Abb. 3 c ist).
7. Fügen Sie eine vertikale Acrylplatte in der Nähe der Einlassabschnitt der Flow Anlage, sodass befindet sich etwa eine 5,0 mm Öffnung unten (Abb. 3 b-c). Diese Komponente kann wird als das Schleusentor, und angehoben und auf Flow aus dem oberen Becken um den Kanal zu Steuern gesenkt werden.
8. Füllen Sie das Oberbecken mit einem Scheuerschwamm Edelstahlwolle locker. Auf diese Weise Meeresarm-Wasser-Strömung über den Kanal gleichmäßig zu verteilen.
9. Der Durchflussmesser-Bucht mit einer Länge von weichen Kunststoffschlauch der Ventilausgang herstellen. Die Durchflussmesser Steckdose an den oberen Behälter mit Kunststoffschlauch anschließen. Sicherstellen Sie, dass der Schlauch Einlass zu den oberen Behälter gut verankert ist, so dass es nicht ausschwenken, wenn die Pumpe eingeschaltet ist.
10. Füllen Sie den unteren Behälter mit Wasser.

2. durchführen experiment

1. Messen Sie die Höhe der Lücke unter dem Tor mit einem Lineal und bezeichnen Sie den Wert als H-₁.
2. Schalten Sie die Pumpe, und passen Sie die Durchflussmenge mit Hilfe des Ventils zu verschiedenen Durchflussraten (5-15 l min^-1). Verwenden Sie ein Lineal, um die flüssige Tiefe flussabwärts vom Tor (H₂) für jeden Fall messen.
3. Beobachten Sie die Formen der hydraulische Sprünge qualitativ, bilden bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten. Achten Sie auf die Mindestgrenze Durchflussmenge für Bildung eines hydraulischen Sprunges. Schärfer, größere Amplitude (H₂ -H-₁), Sprünge sollte bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten auftreten.

(3) Datenanalyse

1. Berechnen Sie für jeweils Flow Rate die Einlass-Geschwindigkeit, V₁, von der Volumenstrom. wo ist das Saugvermögen und W ist die Kanalbreite.
2. Bewerten den Einlass Froude-Zahl () und theoretische nachgelagerten flüssige Tiefe für jeden Fall (Eqn. 4). Vergleichen Sie diese Werte mit gemessenen nachgelagerten Sprung tiefen.

Abbildung 3 : A. Schaltplan und Abmessungen der Anlage Struktur. b. Flussdiagramm des hydraulischen Sprung Anlage. c. Etikettierte Fotos der Versuchsanlage.