Гидротехнические сооружения. Том II

ствеішое измерение объема жидкости, протекшей за определенный отрезок времени. При помощи объемного метода тарируются все остальные изме рители расхода: водосливы, водомеры, экраны, дюзы. Поэтому всякая хорошо оборудованная лаборатория должна иметь мерный резервуар, объем которого Ü определяется из условия его наполнения наибольшим возможным в данной лаборатории расходом Q за время Т (обычно не менее 50 сек., желательно до 100 сек.) Выбор необходимого времени Т зависит от степени точности определения объема резервуара S и быстроты переключения расхода на мерный резервуар и обратно. Если, например, это пере ключение, а также включение и выключение секундомера, регистрирующего время Т, проис ходит с точностью до 0,25 сек., а объем резер вуара определен с точностью 0 , 1%, то для достижения точности измерения расхода Q не ниже 0 , 5% необходимо задавать 7 2 : 6 0 сек. Для определения объема резервуара в зависи мости от глубины наполнения, производят постепенное наполнение его при помощи совер шенно точно градуированного сосуда или сосуда, поставленного на весы, отмечая повышение горизонта в мерном резервуаре при помощи поцлавка. Переключение рас хода на мерный резервуар и обратно при пользовании им в качестве измерителя рас хода производят обычно откидным лотком, подвешенным на длинных прутьях, кото рый может быть быстро подведен под струю, падающую, например, с тарируемого водослива, и так же быстро отведен об ратно. Чем больше расход, тем труднее осуществить его моментальное переключе ние, поэтому иногда откидному лотку при дают ширину Ь, меньшую ширины тари руемого водослива В, и для определения полного расхода умножают объем воды, налитой в мерный резервуар, на отношение В _ ширины водослива к ширинелотка При малых расходах значительно упрощается переклю чение расхода и увеличивается точность опреде ления объема налитой воды, если резервуар настолько мал, что его можно поставить на весы. Наиболее употребительным методом измерения расхода в лабораториях в настоящее время яв ляется водослив как прямоугольный, без боко вого сжатия и с боковым сжатием, так и тре угольный или трапецеидальный |21]. Расход вычи сляется по обычным формулам, в которых напор измеряется каждый раз непосредственно, а коэфи циент расхода определяется предварительным тарированием. Треугольный водослив удобен тем, что при значительном уменьшении расхода напор падает медленно, и, следовательно, точность от счета напора с убыванием расхода остается почти одинаковой. Однако, при больших расходах, больше 300—500 л/сек, треугольный водослив требует слишком больших размеров подводящего канала, в виду чего приходится пользоваться прямоугольным или траиеиоидальным водосливом. До недавнего времени считалось, что при усло вии хорошо успокоенного подвода воды к водо сливу и тарирования его объемным способом, точность водослива достигает 1% и выше. Однако опыты Хайлера [26] с тонкостенным прямоуголь ным водосливом без бокового сжатия при нали чии хорошего успокоения обнаружили изменение коэфициента расхода в пределах до 1,5% без

каких-либо изменений в условиях подвода воды. Хайлер относит указанное явление на счет пери одических изменений течеиия в углу между дном канала и вертикальной стенкой водослива, и для исключения его предлагает для измерения рас хода пользоваться водосливами с плавным суже нием потока, для чего водосливная стенка должна быть наклонена в сторону течения под углом 20—-30° к горизонту. В опытах Хайлера изменчи вость коэфициента расхода накопленных водо сливов достигала всего лишь 0,5%. При наличии в лаборатории длинного прямо линейного канала можно для измерения расхода пользоваться экраном (или ширмой), установлен ным на тележке, перемещающейся вдоль канала со скоростью, равной средней скорости потока, благодаря давлению потока на экр.ін, погружен ный в ноток и имеющий форму, точно соответ ствующую сечению канала с небольшим (1—2 см) зазором [25]. Точность измерения расхода экра ном равна 1—2%. В виду того, что устройство длинного капала, точно выверенного пути для тележки и самой тележки с рядом тонких реги стрирующих приборов довольно дорого, а точ

А 0.390

Û

а

а

8

д

от

g

§

•а §> о2> § " 6 ;

от

«

8 О

•

8

ом

8

го

гг

го

1S

го

гг

30

Р и с . 87

иость экрана не выше, чем при измерении водо сливом,— экран применяется сравнительно редко. В последнее время большое распространение получил водомер Вентури и его разновидность— диафрагма, иногда с насадкой обтекаемой формы. Эти приборы весьма просты в исполнении, на дежны в работе, требуют весьма небольшого перепада, точность их при внимательном тариро вании и хорошем содержании достигает 0 , 5% (опыт С на рис. 87) и даже выше [27]. Ржавление или покрытие налетом грязи внутренней поверх ности может исказить коэфициент расхода более, чем на 2%. В новейших лабораториях [34] водо меры Вентури ставят на трубы диаметром до 1,5 м для измерения расходов до 4 м 3 1сек. В слу чае замены водомером Вентури наиболее часто применяющихся мерных водосливов достигается весьма значительная экономия места для моделей и выгадывается напор. Кроме перечисленных методов, применяются иногда и другие—химический, Пебинга |23], дюзы или насадки (при расходах порядка до 0(2 м '/сек. 5. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛ Прн определении суммарного давления потока на обтекаемое твердое тело, например, плотинный затвор [28], при изучении величины трения по тока о стенки русла [29] и т. д., для измерения

7 Справочник