مشخصات این فایل
عنوان: آزمایش ضربة جت آب
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 39
این مقاله درمورد آزمایش های ضربة جت آب و آزمایش کانال روباز و آزمایش شناوری می باشد.
بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله آزمایش ضربة جت آب
ضخامت:
روش آزمایش:
دستگاه را کاملاَ تراز می‌کنیم و نازل را درست در مرکز مانع تنظیم می‌کنیم در این مرحله از مانع تخت استفاده می‌کنیم نوک شاخص را طوری تنظیم می‌کنیم که در وسط صفحه‌ای قرار گیرد که وزنه‌ها برروی آن جای می‌گیرد.
در مرحله اول وزنه gr 500 رابرروی صفحه قرار می‌دهیم صفحه در راستای y جابجا میشود ودر اثر نیروی وزنه پائین می‌آید پمپ دستگاه را روشن کرده و با شیر دبی باز می‌کنیم تا نیروی سیال صفحه را به بالا ببرد و صفحه درست همانند قبل از بارگذاری روبروی شاخص قرار دهد. در این حالت:
نیروی سیال وارد شده به صفحه = نیروی وارد شده به صفحه.
نیروی وزنه برابر Mg میباشد که M جرم وزنه است.
در تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش داشتیم :
یعنی نیروی وارد شونده از طرف مانع به سیال برابر است پس طبق قانون عمل و عکس‌العمل نیروی وارد شونده از طرف سیال به صفحه نیز است .
بعداز بازگشت صفحه به موقعیت اولیه خود در اثر نیروی جت سیال دبی حجمی سیال(Q ) را از رابطه اندازه می‌گیریم بدین ترتیب که بدون ترتیب که بدون اینکه شیر تنظیم دبی را دوباره دست زده باشیم حجم مشخصی از آب را که در ظرف جمع میشود بر مدت زمان آن تقسیم می‌کنیم.....(ادامه دارد)
پرش هیدرولیکی یا جهش آبی: (Hydraulic jump)
پرش یا جهش، هیدرولیکی از نوع جریانهای متغیر سریع است که در بسیاری از کارهای عملی باآن روبرو بوده و آن عبارتست از تغییر حالت جریان از فوق بحرانی به زیر بحرانی. چنانچه آب در قسمتی از مسیر دارای حالت فوق بحرانی بوده و بنا به مشخصات و موقعیت خاص کانال بخواهد تغییر حالت دهد عمق جریان در مسیر نسبتاَ کوتاهی به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته و ضمن ایجاد افت انرژی محسوس از میزان سرعت به اندازه قابل توجهی کاسته می‌گردد این پدیده که یکی از پدیده‌های مهم جریان آب در کانالهای باز میباشد و از ابتدا تا انتهای آن یک تلاطم و پیچش سطحی آب وجود دارد به پرش هیدرولیکی موسوم است.
شرح دستگاه آزمایش:
کانال روباز دارای طول cm 5 و در عرض cm 4/8 میباشد، دیوارهای کانال از جنس پلکسی گلاس و کف آن از ناوران آهنی رنگ خورده است دبی جریان توسط شیر تنظیم دبی روی میز آزمایشگاهی کنترل میشود و مقدار آن توسط مانومتر مربوطه اندازه‌گیری میشود، شیب کف کانال توسط یک فلکه قابل تنظیم است.....(ادامه دارد)
بررسی نوع جریان به ازای شیب معین:
• مرحله1: برای شروع آزمایش ابتدا دقت می‌کنیم که شیر دبی بسته باشد در این صورت پمپ را روشن کرده و شیر خروجی آن را به مقدار ماکزیمم باز می‌کنیم پس از متعادل شدن سیستم، دبی آب را اندازه گرفته(دبی ماکزیمم) و از ابتدای کانال تا انتهای آن ارتفاع آب ( عمق هیدرولیکی) را توسط خط‌کش مربوطه اندازه‌گیری می‌کنیم(نوک خط‌کش را بر سطح آب مماس کرده و عمق مربوطه را قرائت می‌کنیم)سپس دبی را در دو حالت دیگر تغییر داده و مراحل فوق را تکرار می‌کنیم.
• مرحله2: دریچة آبگیر Sluice gate در ابتدای کانال طوری نصب می‌کنیم که فاصلة زیر آن تا کف کانال مقدار معینی باشد. سر زیر لبة تیز را نیز در انتهای کانال قرار می‌دهیم. می‌دانیم که هرگاه جریان آب مانعی قرار گیرد پرش هیدرولیکی رخ می‌دهد. در سیستم لوله‌کشی همانطوری که مطرح شد الگوی جریان با پارامتر بی‌بعدی به نام عدد رینولدز مقایسه میشود که در واقع نسبت انرژی جنبشی به اصطکاک میباشد. در کانال علاوه بر عدد رینولدز به عدد فرود نیز نیاز است که در واقع نسبت انرژی جنبشی به ثقل است(عامل حرکت در کانال وزن آب میباشد).
قبل از پرش هیدرولیکی مشاهده می‌کنیم که سرعت آب زیاد و عمق آب کم میباشد. ....(ادامه دارد)
نیروی وارد بر صفحات مسطح غوطه ور در سیال غیر قابل تراکم :
چنانچه صفحة مسطحی بصورت افقی در زیر مایع قرار گیرد در این صورت توزیع فشار روی سطح صفحه یکنواخت بوده و نیروی بر آیند برای است با حاصلضرب فشار در مساحت صفحه و در این حالت نقطه اثر نیروی برآیند سطح مرکز صفحه است . در گازها تغییرات فشار با ارتفاع بسیار کم است و معمولاً می توان توزیع فشار روی یک صفحه را یکنواخت فرض کرد . بنابراین برای محاسبة نیروی وارده از گاز ساکن ، P را ثابت فرض کرده و می نویسیم :
و چنانچه صفحه مسطحی بصورت مایل در زیر سطح آب قرار گیرد در اینحالت توزیع فشار غیریکنواخت می باشد . لذا نیروی وارد بر صفحه را می بایست به روش دیگری تعیین کرد . ابتدا صفحه ای را در نظر می گیریم که بطور قائم در مایع غوطه ور شده و لبة بالایی آن روی سطح آزاد قرار گیرد . این صفحه بر صفحة کاغذ بوده اثر آن را با MN نشان می دهیم . فشار در نقطة M برابر صفر و در N برابر NK است و از M تا N بطور خطی افزایش می یابد ، نیروی وارده به هر یک از المانهای سطح صفحه برابر است ، حاصلضرب فشار موثر هر المان و مساحت آن ، بدین ترتیب یک مجموعه نیروی موازی داریم که برآیند آنها از جمع این حاصلضرب ها بدست می آید ، روشن است که ....(ادامه دارد)
روش آزمایش :
ابتدا دقت می کنیم که مخزن در موقعیت افقی قرار داشته باشد . قبل از ریختن اب در مخزن با تغییر موقعیت وزنة متعادل کننده شاخص را در موقعیت افقی قرار می دهیم بطوریکه میلة تعادل بین دو خط مشخص شده روی دستگاه قرار گیرد در چنین حالتی به سیستم هیچ نیرویی وارد نمی شود و دستگاه نسبت به نقطة O (لولا) در حالت بالانس بوده و هیچ گشتاوری وجود ندارد پس از متعادل کردن سیستم داخل مخزن آب ریخته می شود بدیهی است که وقتی آب داخل مخزن ریخته شود از طرف آب یک فشار هیدرواستاتیک که در حقیقت یک نیروی هیدرواستاتیکی تولید می کند به سطح اعمال می شود ، از طرف دیگر برای بالانس کردن سیستم ، وزنه ای بر روی کفة بالانس قرار می گیرد . بنابراین حول لولای O دو نیرو تولید ممان می کند . یکی MgI و دیگری نیروی شناوری (R) در فاصله آن تا لولای O لازم به تذکر است که چون لولای O مرکز دایره بوده و برآیند نیروهای عمود بر سطح منحنی می باشد لذا از نقطة O گذشته و حول لولای O لنگری ایجاد نمی کند ، 550 گرم وزنه را بر روی کفة بالانس قرار داده و آنقدر آب داخل مخزن می ریزیم ناشاخص مجدداً به حالت افقی برگردد ، مقدار جرم و ارتفاع آب را یادداشت می کنیم برای حالت غوطه وری کامل مطابق جدول 1 و برای غوطه وری جزئی مطابق جدول 2 جرم M را کاهش داده و با کاهش حجم آب از طریق شیر تخلیه مخزن سیستم را مجدداً متعادل کرده و y را....(ادامه دارد)
فهرست مطالب مقاله آزمایش ضربة جت آب
هدف از آزمایش:
تجزیه و تحلیل و تئوری آزمایش
معادلة برنولی
توضیحات:
معادله انرژی:
معادلة انرژی:
معادلة مومنتم:
مانع تخت:
- مانع کروی:
شرح دستگاه آزمایش:
ضخامت:
روش آزمایش:
محاسبات نتایج آزمایش:
آزمایش کانال روباز
هدف:
تئوری و تجزیه و تحلیل:
خط تراز انرژی و خط تراز هیدرولیک:
-جریان دائمی و غیردائمی: (Steady & Unstudy flow )
2-جریان یکنواخت و غیریکنواخت: (متغیر)(Uniforme & non unifirme flow)
جریان یکنواخت دائمی:
انرژی مخصوص(Specific Energy)
شرح دستگاه آزمایش:
بررسی نوع جریان به ازای شیب معین:
محاسبات و نتایج آزمایش :
آزمایش شناوری
(نیروهای وارد بر یک جسم غوطه ور در مایع ساکن)
تجزیه و تحلیل و تئوری آزمایش :
بیان فشار بصورت ارتفاع ستون سیال :
نیروی وارد بر صفحات مسطح غوطه ور در سیال غیر قابل تراکم :
نیروی وارده به سطوح منحنی :
تعیین نیروی افقی وارده به سطح منحنی :
تعیین نیروی قائم وارده به سطح منحنی :
پایداری اجسام شناور :
ظرح دستگاه آزمایش:
روش آزمایش :
دانلود مقاله آزمایش ضربة جت آب
