Greičio pasiskirstymas: gamta ir matavimas

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie greičio pasiskirstymo pobūdį ir jo matavimą plūdėmis.

Greičio paskirstymo pobūdis:

Kanaluose srautas yra daugiausia turbulentinis, todėl vidutinio greičio matavimas tam tikru momentu tampa šiek tiek sunkesnis. Tačiau trijų ar keturių stebėjimų rezultatai tuo pačiu metu duoda gana vidutinį rezultatą. Bet kokio tipo srautui, laminariniam arba turbulentiniam greičiui pasiskirstyti per kanalo skerspjūvį yra tam tikrų bendrųjų charakteristikų. Taigi, norint pasiekti vidutinį srauto greitį, labai svarbu suprasti greičio pasiskirstymo diagramos pobūdį. Greičio pasiskirstymas per stačiakampio kanalo skerspjūvį parodytas 15.1, a, b ir c paveiksluose.

Jie suteikia:

i. Atskleidžiami skyriuje.

ii. Greičio profilis vertikaliuose ruožuose.

iii. Greičio profilis horizontaliuose ruožuose.

15.1 pav. Greičio pasiskirstymo pobūdis yra labai aiškus. Greičio pasiskirstymo diagramos braižymo metodas susideda iš greičių matavimo mažų kvadratų centre, kurį sudaro įsivaizduojamos vertikalios ir horizontalios linijos. Tada vienodų greičių taškai gali būti sujungti lygiomis kreivėmis, kad gautų įvairias apvalkalas. Taigi isovel yra kreivė, gaunama sujungiant vienodo greičio taškus. Vidiniai apvadai skirti didesniems greičiams.

Patirtis, kad didžiausias greitis yra 0, 15. D iki 0, 20 D žemiau vandens paviršiaus kanalo vidurinėje linijoje. Vidutinis greitis vertikalioje sekcijoje atsiranda 0, 6 D žemiau vandens paviršiaus. Taip pat įrodyta, kad maksimalaus greičio ir vidutinio greičio santykis paprastai yra 1, 2. 15.2 pav. Pavaizduota vertikalaus greičio pasiskirstymas bet kurioje atkarpoje.

Greičio matavimas plūdėmis:

Šis metodas yra labai paprastas ir pateikia gana tikslius rezultatus. Šis metodas susideda iš laiko, kurį laiko plūdės, kad būtų pasiektas išmatuotas atstumas.

Tada:

Atstumas važiuojant plūde m / Laikas, paimtas sek. = Greitis (m / s).

Plūdės gali būti skirstomos į šias kategorijas:

i. Paviršiaus plūdės

ii. Požeminiai plūduriai arba dvigubos plūdės

iii. Dvigubos plūdės

iv. Greičio strypai arba strypo plūdės

i. Paviršiaus plūdės:

Jie yra pagaminti iš lengvos medžiagos, pavyzdžiui, kamštienos. Kad jie būtų lengvai atskiriami, jie dažomi ant viršaus. Šviesos plūdės yra sveriamos, kad jos būtų plaukiojančios tiesiai virš vandens paviršiaus. Plūdės turi būti pakankamai mažos, kad jas būtų galima vežti ir toliau. Paprastai plūdės skersmuo svyruoja nuo 8 iki 16 cm. Žinoma, tiesa, kad plūdės neturėtų būti pernelyg lengvos, nes vėjas gali paveikti plūdės judėjimą. Greičio matavimas atliekamas, kaip nurodyta toliau (žr. 15.3 pav.).

Dvi vielos lynai ar kabeliai yra ištempti per kanalą stačiu kampu į srautą. Lynai pažymėti taip, kad kanalo plotis būtų padalintas įvairiais keliais ar bėgiais. Du lynai yra atskirti žinomu atstumu. Atstumas tarp lynų vadinamas pasiekiamumu arba važiavimu.

Šis atstumas turi būti pakankamai ilgas. Upėse ir dideliuose drėkinimo kanaluose turėtų būti daugiau kaip 50 metrų. Paprastai pakanka 75 metrų ilgio. Liniuotuose drėkinimo kanaluose ir mažuose nepadengtuose kanaluose minimalus ilgis turėtų būti 15 metrų.

Trečiasis pažymėtas lynas yra ištemptas per kanalą, pasiekiantį iki 15-20 metrų. Šiuo metu plūdės išleidžiamos. Iki to laiko plūdės patenka į bandymą, jie įgauna vienodą greitį. Plūdės, kurios seka jų atitinkamus takelius, yra svarstomos tik.

Plūdės gali būti stebimos per teodolitus, kad būtų tiksliai užfiksuotas laikas, kurį plūdės praeina per bandymą. Kadangi plūdės greitį veikia vėjas, reikėtų stebėti ramią dieną. Pagal šį metodą gaunamas paviršiaus greitis, kuris nėra vidutinis srauto greitis. Taigi, ši vertė turėtų būti padauginta iš tinkamos konstanta, kad būtų pasiektas vidutinis srauto greitis.

ii. Požeminiai plūduriai arba dvigubas sluoksnis:

Jį sudaro lengvesnis paviršiaus plūduras, pritvirtintas laidais prie tuščiavidurio metalo rutulio arba cilindro, kuris yra kitas požeminis plūduras (15.4 pav.).

Povandeninis paviršius yra šiek tiek sunkesnis už vandenį. Gylį, į kurį turi būti uždengtas paviršiaus plūduras, galima padidinti arba sumažinti, pakoreguojant laido ilgį. Šio tipo paviršiaus plūdės gali būti mažesnės, kad būtų sumažintas atsparumas judėjimui paviršiuje.

Kai požeminis plūduras yra tiksliai sureguliuotas (apie 0, 2 D virš apačios), greitis, gaunamas laikui bėgant, yra beveik lygus vidutiniam greičiui. Šis metodas yra pranašesnis už paviršiaus plūdę. Tačiau šio metodo trūkumas yra tai, kad neįmanoma nustatyti tikslios požeminio plūdės padėties.

iii. „Twin Float“:

Jį sudaro du vienodo dydžio metaliniai rutuliai, pritvirtinti prie laido. Vienas iš jų yra taip įvertintas, kad jis išlieka vertikaliai žemiau to, kuris plūduriuoja paviršiuje. Šiuo metodu gautas greitis yra vidutinis greitis paviršiuje ir plūdės gylyje. Jei apatinis plūduras yra sureguliuotas taip, kad jis tik išvalo dugną, tuomet gautas greitis bus maždaug vidutinis šio vertikalios sekcijos greitis.

iv. Velocity Rod arba Rod Float:

Greičio lazdą arba strypo plūdę sudaro tuščiaviduris metalinis vamzdis arba medinis strypas. Plūdės strypo skersmuo yra apie 3–5 cm. Strypas pasveriamas apačioje, kad lazda būtų vertikaliai plūduriuojama, o viršūnė būtų virš vandens paviršiaus. Strypas turi būti pakankamo ilgio, kad būtų galima uždengti visą gylį.

Kad atitiktų įvairius gylius, strypas yra pagamintas iš reguliuojamų ilgių, tai yra, teleskopinis. Didelėms upėms strypo plūdės gali būti pagamintos iš maždaug 30 cm skersmens medinių rąstų. Jis apačioje, kad išlaikytų juos vertikaliai. Kadangi piktžolės trukdo naudoti strypus, kanalo dalis, pasirinkta kaip važiavimas, neturėtų būti piktžolių. 15.5 pav. Pavaizduota strypų plūdės.

Greitis, kuriuo strypas važiuoja kanale, yra beveik lygus vidutiniam greičiui per jo gylį. Jei strypo plūdės ilgis yra lygus srauto gyliui, apatinis slenksčio galas gali tempti virš lovos. Tada srauto greitis bus tikslus. Kad išvengtumėte šios problemos, apatinis strypo galas paprastai yra šiek tiek didesnis už kanalo lovą, tarkim, D 1 m. Tada vidutinis sekcijos greitis gali būti apskaičiuojamas iš

Tais atvejais, kai V yra rodiklio plūdės stebimas greitis.

D yra srauto gylis kanale.

D 1 yra tarpas tarp apatinio strypo galo ir kanalo lovos.

Strypo plūdė yra tinkama dideliems kanalams ir yra geriau nei bet kuris kitas plūdės tipas. Čia galima paminėti, kad greičio matavimo plūdėmis metodika visais atvejais yra panaši į paviršiaus plūdės metodu aprašytą procedūrą.