Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

вертушка опускается в воду на штанге, укрепленной на горизон­ тальной стреле, вращающейся вокруг оси, расположенной в центре бассейна. В настоящее время тарирование в таких бассейнах почти не производится.

Кольцевой бассейн состоит из двух концентрически располо­ женных цилиндров, пространство между которыми заполнено во­ дой (рис. 11.28). В центре бассейна на фундаменте укреплена ка­ русель с несколькими штангодержателями, на которых закрепля­ ются штанги с тарируемыми и образцовыми вертушками. Карусель вращается с различными скоростями с помощью электродвигателя. Минимальные размеры бассейна для обеспечения требуемой точ-

Рис. 11.28. Схема кольцевого тарировочного бассейна.

ности тарирования: диаметр наружного цилиндра 5,0 м, внутрен­ него 3,0 м, высота цилиндров 1,3 м, глубина воды 1,0 м.

Тарирование в кольцевых бассейнах производится методом сравнения, т. е. путем сравнения показаний испытываемой вер­ тушки с показаниями образцовой вертушки (эталона), которая предварительно подвергается тщательной поверке и тарированию в прямолинейном канале. В кольцевых бассейнах при движении вертушек возникает попутный поток, кроме того, направление оси вертушки не совпадает с направлением движения, так как вер­ тушка направлена по касательной; все это не позволяет вести не­ посредственное тарирование. В этом случае следует применять ука­ занный выше прием.

Тарирование методом сравнения производится также в лотке системы В. А. Урываева (рис. 11.29), в котором вода циркулирует по замкнутому трубопроводу. Для обеспечения равномерного дви­ жения воды в рабочей, верхней части лотка в нем устроены на­ правляющие лопатки и решетки. Тарируемые и образцовые вер­ тушки устанавливаются в рабочей части лотка через герметично закрываемые люки. Сигналы вертушек записываются на хроно­ графе. Для более точного определения начальных скоростей верту­ шек в воду пускается краска; наблюдая в смотровое окно, можно

140

при встрече красочного облачка с лопастным винтом легко заме­

Рис. 11.29. Схема лотка Урываева.

I — направляющие лопатки; 2 — горизонтальная перегородка; 3 — лоток;

ется в том, что по данным тарировочной таблицы вычерчивается кривая u=f(n). На оси абсцисс откладывают число оборотов в се­ кунду, а по оси ординат — соответствующие скорости в м/с. По на­ несенным точкам проводят плавную кривую. Нижняя ее часть, со­

получиться или в результате недостатков тарирования, или при не­ исправности вертушки; такие данные бракуются.

Аналитический способ обработки заключается в подборе уравнений тариро­ вочной кривой. Как было сказано ранее, тарировочная кривая разделяется на криволинейный и прямолинейный участки. Криволинейный участок аналитически

ная скорость вертушки по данным тарирования.

141

Рис. 11.30. Тарнровочная кривая вертушки.

Прямолинейный участок выражается уравнением прямой (11.4), проходящей через начало координат,

и = kn,

рости, соответствующую переходу криволинейного участка кривой в прямолиней­

Зная величину ик, можно по тарнровочной таблице отобрать значения ско­

ростей, больших мк , относящиеся к прямолинейному участку, и соответствующее им число оборотов в секунду. По этим значениям определяют гидравлический шаг по формуле

142

Тарировочная кривая является официальным документом вер­ тушки. Для практических целен, например при измерении скоро­ стей в полевых условиях, составляют специальную таблицу для определения скоростей по числу оборотов в секунду. Это удобно в работе и способствует сохранению тарировочной кривой. Таблица составляется на основе тарировочной кривой: основные значения берутся непосредственно с кривой (вторая графа табл. 11.2), а про­ межуточные значения определяются путем прямолинейной интер­ поляции.

Таблица 11.2

Таблица весьма проста. Например, если измеренное число обо­ ротов лопастного винта в секунду п = 0,35, то скорость течения со­ ставляет ц = 0,102 м/с.

Основные указания по уходу за вертушками. Гидрометрические вертушки являются точными измерительными приборами и тре­ буют внимательного ухода.

По окончании измерений вертушку и принадлежности к ней сле­ дует протереть сухой тряпкой и уложить в ящик. Укладывать надо

смазать тонким слоем масла. Ходовую часть разобрать, кроме под­

щетинным ершом. Контактный механизм следует промывать очень осторожно, без крайней необходимости не трогать контактных пру­

(6 мл). Если будут обнаружены существенные неисправности, на­ пример погнутость лопастного винта, неполадки в контактном ме­ ханизме или другие дефекты, то вертушку отправляют в ремонт и на тарирование.

При работе зимой вертушка при извлечении ее из воды может обледенеть, что прекратит ее работу. В этом случае нельзя скалы-

1 Следует применять бензин автомобильный, летний, ГОСТ 2084-52. Нельзя применять бензин этилированный. Вместо бензина мсжно использовать керосин" тракторный, ГОСТ 1842-52.

143

вать с вертушки лед, а следует погрузить вертушку в горячую воду или же опустить ее в реку и выждать, пока обледенение не ис­ чезнет.

Внимательный уход требуется за всеми принадлежностями к вертушке, а также за оборудованием. Штанги, трос, трущиеся части лебедок, грузы, карабины следует очищать от грязи и ржав­

стях течения вертушку рекомендуется дополнительно испытать на постоянство трения в ходовой части. Трение может изменяться при ухудшении состояния оси и подшипников, появлении ржавчины, не­ правильной сборке. При этом трение может значительно увеличи­ ться и показания вертушки будут неверными, особенно при малых скоростях.

Испытание проводят способом выбега. Вертушку закрепляют на штанге на высоте 1,2—1,3 м над полом; на зажимную муфту навивают в один ряд нить № 10 длиной 1 м с прикрепленным на конце грузиком весом 100 г. Начало нити прижимают к муфте вторым витком. Когда вся нить до грузика будет навита на муфту, грузик отпускают, и в момент, когда вся нить сойдет с муфты, а грузик упадет на пол, пускают секундомер. Лопастный вннт бу­ дет свободно вращаться. В момент прекращения его вращения ос­ танавливают секундомер и записывают продолжительность враще­ ния винта в секундах. Испытания проводят дважды. Разность продолжительности вращения должна быть не более 20%. При большей разнице вертушку надо разобрать и тщательно проверить, прочистить, вновь собрать, затем повторить испытание.

Полученную продолжительность свободного вращения винта (меньшую из двух) сравнивают со временем !"о, например:

где to— продолжительность свободного вращения лопастного винта, определенная сразу после тарирования; t — продолжительность свободного вращения по испытаниям.

При уменьшении продолжительности свободного вращения бо­ лее чем в 2,5 раза не допускается измерять скорости менее 0,5 м/с.

11.3. Поплавки

При определении скорости поплавком допускается, что скорость движения последнего равна скорости течения воды в месте нахож­ дения поплавка. Такое допущение значительно упрощает опреде­ ление скорости, хотя установлено экспериментально и теорети­ чески, что тело, плывущее по течению, движется быстрее окружаю­ щих его частиц воды. Этот факт был отмечен еще Дюбуа в 1786 г.'

Du Buat. ,,Principes d'hydraulique".

144