하이드롤릭 점프

참고: 이 실험은 비교적 강력한 잠수정 펌프를 사용합니다. 펌프는 전기 적 위험을 최소화하기 위해 GFCI 콘센트에만 연결되어야 합니다. 실험 근처에서 다른 A/C 전원 장치가 작동하지 않는지 확인합니다.

1. 오픈 채널 흐름 시설 및 탱크의 제조 (다이어그램 및 사진, 도 3)

1. ~6.0mm 두께의 × 9.5cm 너비의 클리어 아크릴 시트는 2×15cm, 2×25cm, 1×34cm, 1×41cm(도 3a). 테이블 톱 또는 레이저 커터를 사용하여 가장자리가 상대적으로 평평하고 시트두께가 동일한지 확인하는 것이 좋습니다.
2. 유량계를 장착하기 위해 60× 45cm 아크릴 시트의 오른쪽 아래 모서리에 구멍을 잘라.3a). 전방 시트의 오른쪽 상단에 구멍을 잘라 유동 제어 밸브를 설치합니다.
3. 아크릴시멘트(예를 들어,SCIGRIP 16)를 사용하여 도에 표시된 아크릴 패널을 결합한다. 3a. 아크릴 시멘트를 취급할 때 적절한 환기를 보장하고 장갑을 착용하십시오. 바늘 주사기로 시멘트를 바르고 마스킹 테이프를 사용하여 경화 시 패널을 배치하는 것이 좋습니다. 시멘트가 24 - 48 시간 동안 치료할 수 있도록 하십시오.
4. 전면 패널에 유량계를 설치하고 제공된 나사가 부착됩니다. 유량계 입구 및 콘센트 포트에 1 NPT ~ 1/2 NPT 감소 피팅을 설치합니다. 1/2 NPT에서 0.5in. 내경 가시 피팅 어댑터를 설치합니다.
5. 0.5를 설치합니다. ID와 0.75에서. 게이트 밸브(유량 제어)에 ID 가시 피팅. 가시 피팅을 수중 펌프에 ~20cm 길이의 튜브로 연결하여 밸브 핸들이 아크릴 인클로저의 오른쪽 상단에 구멍과 줄을 서도록 합니다(도 3b-c).
6. 펌프를 하부 저수지에 삽입하고 밸브 스템이 장착 구멍을 통과하고 핸들이 인클로저 바깥쪽에 있도록 밸브를 설치합니다(도 3c).
7. 흐름 시설의 입구 부분 근처에 수직 아크릴 패널을 삽입하여 그 아래에 약 5.0mm 의 개방이 있습니다(도 3b-c). 이 구성 요소는 수문 게이트역할을하며 상부 저수지에서 채널로의 흐름을 제어하기 위해 제기되고 낮출 수 있습니다.
8. 스테인레스 스틸 울 수색 패드로 상부 저수지를 느슨하게 채웁니다. 이를 통해 유입물의 흐름을 수로 전체에 고르게 분배하는 데 도움이 됩니다.
9. 밸브 콘센트를 유량계 입구에 부드러운 플라스틱 튜브의 길이로 연결합니다. 유량계 출구를 상부 저수지에 플라스틱 튜브를 연결합니다. 상부 저수지에 있는 튜브 입구가 잘 고정되어 펌프가 켜져 있을 때 흔들리지 않도록 하십시오.
10. 낮은 저수지를 물로 채웁니다.

2. 실험 수행

1. 눈금자를 사용하여 게이트 아래의 간격 높이를 측정하고 값을 H_1로나타냅니다.
2. 펌프를 켜고 밸브를 사용하여 유량을 다양한 유량(5-15l^min-1)으로조정합니다. 각 케이스에 대해게이트(H_2)에서하류의 액체 깊이를 측정하기 위해 눈자를 사용합니다.
3. 다른 유량으로 형성되는 유압 점프의 모양을 질적으로 관찰합니다. 유압 점프 형성을 위한 최소 임계값 유량에 주의하십시오. 더 선명하고 진폭이 큰(H₂ -H_1),점프는 더 높은 유량에서 발생해야합니다.

3. 데이터 분석

1. 각 유량 케이스에 대해, 체적 유량으로부터 입구 속도, V_1을계산합니다. 볼륨 유량과 W는 채널 너비입니다.
2. 각 케이스(Eqn. 4)에 대한 입구 보우드 번호() 및 이론다운스트림 액체 깊이를 평가한다. 측정된 다운스트림 점프 깊이와 이러한 값을 비교합니다.

그림 3: a. 시설 구조의 회로도 및 치수.b 유압 점프 시설의 흐름 다이어그램.c.