Hidrolik Atlamalar

NOT: Bu deney nispeten güçlü bir dalgıç pompa kullanır. Elektrik risklerini en aza indirmek için pompa yalnızca bir GFCI prizine takılmalıdır. Deneyin yakınında klima ile çalışan başka bir cihazın çalışmadığından emin olun.

1. Açık kanal akış tesisi ve tankının imalatı (şema ve fotoğrafa bakın, Şekil 3)

1. ~6,0 mm kalınlığında × 9,5 cm genişliğinde şeffaf akrilik levhayı şu uzunluklarda kesin: 2×15 cm, 2×25 cm, 1×34 cm, 1×41 cm (Şekil 3a). Kenarların nispeten düz olduğundan ve levhaların eşit kalınlığa sahip olduğundan emin olmak için bir masa testeresi veya lazer kesici kullanılması önerilir.
2. Akış ölçeri monte etmek için iki adet 60 × 45 cm'lik akrilik levhanın sağ alt köşelerinde delikler açın (Şek. 3a). Akış kontrol valfini takmak için ön sacın sağ üst tarafında bir delik açın.
3. Akrilik panelleri Şekil 3a'da belirtildiği gibi yapıştırmak için akrilik çimento ( örneğin , SCIGRIP 16) kullanın. Akrilik çimentoyu tutarken yeterli havalandırma sağlayın ve eldiven giyin. Çimentonun bir iğne şırınga ile uygulanması ve kürleme sırasında panelleri konumlandırmak için maskeleme bandı kullanılması yararlıdır. Çimentonun 24 - 48 saat kürlenmesine izin verin.
4. Akış ölçeri ön panele takın ve verilen vidalarla sabitleyin. Akış ölçer giriş ve çıkış portlarına 1 NPT ila 1/2 NPT redüksiyon bağlantı parçaları takın. 1/2 NPT'yi 0.5 inç'e takın. bu bağlantı parçalarına iç çap dikenli bağlantı adaptörleri.
5. 0.5 inç takın. Kimlik ve 0.75 inç. Sürgülü vanaya ID dikenli bağlantı (akış hızı kontrolü). Dikenli bağlantı parçasını, valf kolu akrilik muhafazanın sağ üst köşesindeki delikle aynı hizaya gelecek şekilde ~20 cm uzunluğunda bir boru ile dalgıç pompaya bağlayın (Şekil 3b-c).
6. Pompayı alt hazneye yerleştirin ve valfi, valf gövdesi montaj deliğinden geçecek ve tutamak muhafazanın dışında olacak şekilde takın (Şekil 3c).
7. Akış tesisinin giriş kısmının yakınına, altında yaklaşık 5.0 mm'lik bir açıklık olacak şekilde dikey bir akrilik panel yerleştirin (Şekil 3b-c). Bu bileşen savak kapısı görevi görecektir ve üst rezervuardan kanala akışı kontrol etmek için yükseltilip alçaltılabilir.
8. Üst hazneyi paslanmaz çelik yün ovma pedi ile gevşek bir şekilde doldurun. Bu, giriş suyu akışının kanal boyunca eşit olarak dağıtılmasına yardımcı olur.
9. Valf çıkışını uzun bir yumuşak plastik boru ile akış ölçer girişine bağlayın. Akış ölçer çıkışını plastik boru ile üst rezervuara bağlayın. Üst rezervuara giden boru girişinin, pompa açıldığında dışarı sallanmaması için iyi bir şekilde sabitlendiğinden emin olun.
10. Alt rezervuarı suyla doldurun.

2. Deney yapma

1. Bir cetvel kullanarak kapının altındaki boşluk yüksekliğini ölçün ve değeri H₁ olarak belirtin.
2. Pompayı açın ve vanayı kullanarak akış hızını çeşitli akış hızlarına ayarlayın (5 - 15 l min^-1). Her durum için kapıdan (H₂) aşağı akıştaki sıvı derinliğini ölçmek için bir cetvel kullanın.
3. Farklı akış hızlarında oluşan hidrolik sıçramaların şekillerini kalitatif olarak gözlemleyin. Hidrolik sıçrama oluşumu için minimum eşik akış hızına dikkat edin. Daha keskin, daha büyük genlik (H₂ -H₁), sıçramalar daha yüksek akış hızlarında gerçekleşmelidir.

3. Veri Analizi

1. Her akış hızı durumu için, hacimsel akış hızından V₁ giriş hızını hesaplayın. burada hacimsel akış hızı ve W kanal genişliğidir.
2. Her durum için giriş Froude sayısını () ve teorik aşağı akış sıvı derinliğini değerlendirin (Ek. 4). Bu değerleri ölçülen aşağı akış atlama derinlikleriyle karşılaştırın.

Şekil 3: a. Tesis yapısının şeması ve boyutları. b. Hidrolik atlama tesisinin akış diyagramı. c. Deney tesisinin etiketli fotoğrafı.