Hastighetsfördelning: Natur och det är mätning

Läs den här artikeln för att lära känna hastighetsfördelningen och dess mätning av flottor.

Typ av hastighetsfördelning:

I kanalerna är flödet för det mesta turbulent och därför blir det lite svårt att mäta en genomsnittlig hastighet vid en viss punkt. Men tre till fyra observationer vid samma tidpunkt ger ett relativt genomsnittligt resultat. För någon typ av flöde, laminärt eller turbulent, har hastighetsfördelningen över kanaltvärsnittet några allmänna egenskaper. Därmed för att komma fram till en genomsnittlig hastighet av flöde är det väldigt viktigt att förstå typen av hastighetsfördelningsdiagram. Hastighetsfördelningen över tvärsnittet av en rektangulär kanal visas i fig 15.1, (a), (b) och (c).

De ger:

jag. Isovels i en sektion.

ii. Hastighetsprofil i vertikala sektioner.

III. Hastighetsprofil i horisontella sektioner.

Från Fig. 15.1 är hastighetsfördelningens natur mycket tydlig. Metoden att plotta hastighetsfördelningsdiagrammet består i att mäta hastigheterna vid centra av de små rutorna bildade av imaginära vertikala och horisontella linjer. Därefter kan punkterna med lika hastigheter förenas med jämn kurva för att erhålla olika isovlar. Således är isovel en kurva som erhålls genom att man förenar punkterna med lika hastigheter. De inre isovellerna är för högre hastigheter.

Det har upplevt att maxhastigheten uppträder vid 0, 15. D till 0, 20 D under vattenytan på kanalens mittlinje. Den genomsnittliga hastigheten på den vertikala sektionen sker vid 0, 6 D under vattenytan. Det har också visat sig att förhållandet mellan maxhastighet och medelhastighet är vanligen 1, 2. Figur 15.2 visar vertikal hastighetsfördelning vid vilken sektion som helst.

Mätning av hastighet med flottor:

Denna metod är mycket enkel och ger ganska noggranna resultat. Denna metod består i att notera den tid som flottorna tar för att korsa ett uppmätt avstånd.

Sedan:

Distans reste av en flottör i m / Tid tas i sek. = Hastighet i m / sek.

Floatsna kan klassificeras i följande kategorier:

jag. Ytflottor

ii. Subsurface floats eller Double floats

III. Twin floats

iv. Hastighetsstavar eller stavflottor

jag. Ytflottor:

De är gjorda av lätta material, till exempel kork. För att göra dem lättskiljbara är de målade på toppen. De ljusa flottorna viktas för att hålla dem flytande strax över vattenytan. Flotten bör vara av tillräckligt liten storlek så att de kan bäras vidare av ytanfilamentets hastighet. Flödesdiametern varierar vanligtvis från 8 till 16 cm. Det är naturligtvis sant att flottorna inte ska vara för ljusa, då kan vinden påverka flödenas rörelse. Mätning av hastighet görs som nämnts nedan (se fig 15.3).

Två trådtrådar eller kablar sträcker sig över kanalen i rät vinkel mot flödet. Linorna är markerade för att dela kanalbredden i olika banor eller spår för flottor. De två repen separeras med ett känt avstånd. Avståndet mellan repen kallas en räckvidd eller en körning.

Detta avstånd bör vara tillräckligt lång. För floder och stora bevattningskanaler ska det vara mer än 50 meter. Vanligtvis är det 75 meter långt att vara tillräckligt. För fodrade bevattningskanaler och för små, olinjiga kanaler bör längden på körningen vara 15 meter.

Ett tredje märkt rep sträcker sig över kanalen uppströms om räckvidden med ca 15 till 20 meter. Floatsna släpps vid denna tidpunkt. Vid den tidpunkt som flottörerna går in i körningen förvärvar de enhetlig hastighet. De flottor som följer deras respektive spår beaktas endast.

Flotten kan observeras genom teodoliterna för att noggrant notera den tid som flottorna tar för att korsa körningen. Eftersom flottans hastighet påverkas av vind, bör en lugn dag väljas för att ta observationer. Genom § erhålls denna ythastighet, vilket inte är medelhastigheten för flödet. Därför multipliceras detta värde med en lämplig konstant för att komma fram till en genomsnittlig hastighet av flödet.

ii. Subsurface Floats eller Double Float:

Den består av en lättare ytflotta som är fäst vid en sladd till en ihålig metallboll eller en cylinder som är en annan ytvattenflotta (bild 15.4).

Bottenflottan är något tyngre än vatten. Djupet till vilket underytans flottör ska begränsas kan ökas eller minskas genom att justera längden på sladden. Ytflödet i denna typ kan tas av mycket mindre storlek för att minska motståndet mot rörelse vid ytan.

När ytflottan justeras exakt (ca 0, 2 D ovanför botten) är hastigheten som erhålls genom att tidpunkten för ytflottan nästan lika med medelhastigheten. Denna metod är överlägsen än ytan float. Nackdel med denna metod är emellertid omöjligt att bestämma den exakta positionen av underytflottan.

III. Twin Float:

Den består av två ihåliga metallbollar av samma storlek som är fästa vid en sladd. En av dem är så viktad att den förblir vertikalt under den som flyter vid ytan. Den hastighet som erhålls i denna metod är medelvärdet av hastigheterna vid ytan och vid floatdjupet. Om den nedre flottören justeras på ett sådant sätt att den bara rensar botten, blir den erhållna hastigheten ungefär medelhastigheten för den vertikala sektionen.

iv. Speed ​​Rod eller Rod Float:

En hastighetsstång eller en stångflotta består av ett ihåligt metallrör eller en trästav. Flytstångens diameter är ca 3 till 5 cm. Stången vägs i botten för att hålla stången flytande vertikalt med sin topp precis ovanför vattenytan. Stången ska vara tillräcklig för att täcka hela djupet.

För att passa olika djup är stången gjord i justerbara längder, dvs den är gjord teleskopisk. För stora floder kan stavflotten vara gjorda av träskogar med en vikt av ca 30 cm. Det är botten för att hålla dem vertikala. Eftersom ogräs stör stavets användning bör den del av kanalen som valts som en körning vara fri från ogräs. Figur 15.5 visar stångflottor.

Den hastighet med vilken stången rör sig i kanalen är nästan lika med medelhastigheten över dess djup. Om längden på stångens float är lika med flödesdjupet kan den nedre änden av flottören dra över sängen. Då kommer flödeshastigheten att vara korrekt. För att undvika detta problem hålls den nedre änden av stången i allmänhet något över kanalens bädd, säg med D ₁ meter. Sedan kan medelhastigheten av sektionen beräknas från

Där V är den observerade hastigheten hos en stavflotta.

D är flödesdjupet i en kanal.

D ₁ är avstånd mellan stångens undre ände och kanalens bädd.

Stångflottan är lämplig för stora kanaler och är bättre än någon annan typ av flottör. Det kan nämnas här att förfarandet för att mäta hastighet med flottor i samtliga fall liknar det som beskrivs i ytflödesmetoden.