Ressauts hydrauliques

Remarque : Cette expérience utilise une pompe submersible relativement puissante. La pompe devrait uniquement être branchée dans une prise GFCI pour minimiser les risques électriques. Veiller à ce qu’aucun autre appareil de climatisation sous tension ne fonctionnent près de l’expérience.

1. fabrication de facilité d’écoulement et le réservoir (voir schéma et photo, Fig. 3)

1. Longueurs de ~6.0 mm x épaisseur 9,5 cm de large clairement feuille acrylique avec les longueurs suivantes : 2 × 15 cm, 2 cm × 25, 1 × 34 cm, 1 × 41 cm (Fig. 3 a). Il est recommandé d’utiliser une table de la scie ou coupe au laser pour que les bords soient relativement plats et les feuilles ont la même épaisseur.
2. Couper des trous dans les coins inférieurs droit des feuilles acryliques deux 60 × 45 cm pour monter le débitmètre (Fig. 3 a). Découper un trou sur la partie supérieure droite de la feuille avant d’installer le régulateur de débit.
3. Utiliser la colle acrylique (p. ex., SCIGRIP 16) pour coller les panneaux d’acrylique comme indiqué en Fig. 3 a. Assurer une ventilation adéquate et porter des gants lorsque vous manipulez le ciment acrylique. Il est utile d’appliquer le ciment avec une aiguille de seringue et utilisez du ruban pour positionner les panneaux pendant le durcissement. Laisser le ciment pendant 24 à 48 heures.
4. Installer le débitmètre sur le panneau avant et le fixer avec les vis fournies. Installer 1 NPT à raccords réducteurs de ½ NPT sur les ports d’entrée et en sortie de débitmètre. Installer ½ NPT à 0,5 po diamètre intérieur barbée raccords adaptateurs pour ces raccords.
5. Installer une 0,5 po. ID et une à 0,75. ID barbelé sur la vanne (contrôle de taux de flux). Connecter le raccord cannelé pour la pompe immergée avec une longueur d’environ 20 cm de tube pour que la manette soit aligné avec le trou sur le dessus à droite du boîtier acrylique (Fig. 3 b-c).
6. Insérez la pompe dans le réservoir inférieur et installer le robinet afin que la tige du robinet passe par le trou de fixation et la poignée est à l’extérieur de l’enceinte (Fig. 3C).
7. Insérer un panneau acrylique vertical près de la partie de l’entrée de l’installation de flux afin qu’il y a environ un 5,0 mm d’ouverture en dessous (Fig. 3 b-c). Cette composante servira de la vanneet peut être élevée ou abaissée pour contrôler le flux provenant du réservoir supérieur au canal.
8. Remplissez le réservoir supérieur plus ou moins avec une laine d’acier inoxydable tampon à récurer. Ceci permet de répartir le débit d’eau d’arrivée outre-manche.
9. Raccorder la sortie du robinet à l’entrée du débitmètre avec une longueur de tuyaux en plastique souple. Raccorder la sortie du débitmètre le réservoir supérieur avec des tubes en plastique. S’assurer que l’entrée de la tuyauterie dans le réservoir supérieur est bien ancrée afin qu’il ne pas balancent dehors lorsque la pompe est en marche.
10. Remplissez le réservoir inférieur avec de l’eau.

2. exécution d’expérience

1. Mesurer la hauteur de l’espace sous la porte à l’aide d’une règle et indiquer la valeur que H₁.
2. Mettre en marche la pompe et régler le débit à l’aide de la vanne à différents débits (5-15 l min^-1). Utilisez une règle pour mesurer la profondeur liquide en aval de la porte (H₂) pour chaque cas.
3. Qualitativement, observer les formes des ressauts hydrauliques qui se forment à des débits différents. Surveillez le débit du seuil minimum pour la formation d’un ressaut hydraulique. Plus nette, plus grande amplitude (H₂ H₁), sauts doivent avoir lieu à des débits plus élevés.

3. analyse des données

1. Pour chaque cas de taux de flux, calculer la vitesse d’aspiration, V₁, le débit volumétrique. où est le débit volumique et W est la largeur du chenal.
2. Évaluer l’entrée du nombre de Froude () et théorique profondeur liquide en aval pour chaque cas (Eqn. 4). Comparer ces valeurs avec les profondeurs mesurées saut en aval.

Figure 3 : a. schéma et dimensions d’installation structure. b. schéma du procédé de ressaut hydraulique installation. ch. étiquetées photo installation expérimentale.