水工模型试验作业.docx
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水工模型试验作业
水工模型试验与数据处理
试验报告
学院(系):
专业:
学生姓名:
学号:
指导教师:
评阅教师:
完成日期:
大连理工大学
实验一底流消能实验
(1)实验安排
观察、描述底流消能现象,测量一个确定水位下的水跃长度、共轭水深、消能墙高度、消力池长度,并与计算值进行比较,计算消能率。
图1试验原理图
(二)实验设备与仪器
a.实验水槽;b.溢流坝模型;c.消力坎(消能墙);d.电磁流量计;e.测针。
图2试验设备图
(三)实验步骤与方法
1、记录相关常数
(1)测量实验水槽槽宽,槽宽为10cm;
(2)记录消力坎坎高2cm;
(3)测量槽底高程35.52cm,计算坎顶高程37.52cm;
(4)测量溢流堰顶高程45.52cm,计算溢流堰高10cm;
(5)打开进水阀放入适量的流量,记录流量计读数7.18
。
2、观察溢流坝下游的水面衔接形式
调节尾门,使下游水位抬高,使水流分别产生远驱式水跃、临界水跃、淹没式水跃,观察其现象。
3、放入消力坎(消能墙),调节形成临界水跃
将消力坎放入水流中,调整消力坎,使池内形成稍许淹没的水跃,同时调尾门使墙后与下游的水流衔接为临界水跃或淹没水跃。
4、测量水力要素
(1)上游水深
;
(2)收缩断面水深
;
(3)跃后水深
;
(4)消力坎上水头
;
(5)下游水深
;
(6)水跃长度
;
(7)消力池池长
;
(8)压差计读数
.
5、比较与计算
测量水跃长度、共轭水深、消能墙高度、消力池长度,并与计算值进行比较,计算消能率。
6、试验完毕关闭进水阀,整理仪器并清扫场地。
(四)实验数据处理及结果分析
1、实验数据
平均流速
上游势能
下游流速
势能消耗
消能率
2、理论计算
下游流速
单宽流量
由公式
代入数据迭代得出收缩断面水深
跃后水深
消力坎上水头
自由水跃长度
消力池长
势能消耗
消能率
3、试验与计算的对比结果
试验
计算
收缩断面水深(cm)
2.18
1.3
跃后水深(cm)
6.6
7.25
水跃长度(cm)
35.7
41.1
消力池长度(cm)
37.2
30.8
下游流速(cm/s)
43.4
30.2
消能率(%)
10.34
38.53
经过计算与实际测量结果相比较,效能率误差较大,考虑其原因是消力坎的位置没有找到最佳,使得出现稍有淹没的水跃的时候的消力池长扔较长,以至于没有找出使得消力池长最短时候的稍有淹没是水跃,这也导致了测量过程中的消力池长度偏长;其他测量结果均与理论计算结果大致相符。
实验二渗流水电模拟实验
(一)实验安排
(1)加深理解渗流的水电比拟法实验原理;
(2)学会操作使用与渗流电模拟实验的有关仪器;
(3)由流网求渗流速度、渗透流量、渗透压力。
(二)实验设备与仪器
(1)渗流模型盘(见下图);
(2)音频震荡器:
提供低压电信号;
(3)晶体管毫伏表及探针:
检测电场电压信号。
(三)实验步骤与方法
1.将模型不透水边界线绘制在方格纸上;
2.平放模型盘,注入约1厘米厚的电解液;
3.按线路下图连接导线;
4.经过检查后,接通振荡器和电子伏特表的电源;
5.约10分钟后,调电子伏特表的量程道所需的范围,并检查零点是否准确;
6.调节震荡器输出微调,使A,B两端电压达到所需的值;
7.将上下游两端电压分成10等份,将测针沿正交流线方向左右移动寻找U/10位置,记录其坐标,将所有U/10电压的点连接起来,就得到一条等势线;
8.用同样的方法其他的等势线(见附图);
9.根据流网原理,已知等势线可以画出流线。
(四)实验数据处理及结果分析
1、渗流计算
1、渗流流量的计算
;
;
整个渗流区的单宽总渗流量:
2、渗流速度的计算
水力坡度为:
渗流流速为:
经测量流网得:
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5.7
4.5
5.5
5
5
5
5
4.5
4.3
3
所以平均值
cm
3、渗流压力的计算:
查图得
渗透压力
4、流网图
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