Проверки исправности гидрометрической вертушки

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: требуется выполнить проверки исправности ходовой части вертушки и ее сигнальной электрической системы и дать заключение о пригодности вертушки для измерения скоростей течения воды.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Выполняется разборка вертушки и производится тщательный внешний осмотр всех деталей ее ходовой части. Проверяется чистота контактной камеры (червячной шестерни и контактной пружины). Производится сборка вертушки.

2. Проверяется правильность сборки вертушки. При правильной ее сборке лопастный винт в нормальном (горизонтальном) и слегка наклонном положении должен сделать несколько оборотов от легкого дуновения воздуха.

3. Выполняется проверка центрованности оси вертушки испытанием на биение корпуса и биение оси. Для чего необходимо зажать винт в одной руке (рис. 24а, б), а другой вращать корпус или ось: на неисправность укажет биение конца корпуса или оси.

4. Проверка допусков посадочных размеров выполняется наблюдением за изменением легкости хода винта при переводе вертушки из вертикального в горизонтальное положение (рис. 24в). Для этого, держа вертушку за корпус, ставят ее вертикально, приводят в движение винт и постепенно поворачивают прибор в горизонтальное положение. Если при этом легкость хода винта не будет изменяться, вертушка исправна.

5. Контроль неизменности момента сил трения ходовой части вертушки, который зависит от состояния оси и подшипников, выполняется по способу выбега или по числу свободных колебаний винта.

6. Испытание по способу выбега производится следующим образом. Вертушку закрепляют на штанге на высоте 1,1 м от пола. На соединительную гайку вертушки навивают нить длиной 100 см с грузиком массой 100 г. Затем груз отпускают и в момент, когда вся нить сойдет с гайки, пускают секундомер. В момент остановки свободного вращения винта секундомер выключают. Разница в продолжительности свободного вращения Т по двум испытаниям не должна превышать 20%. Полученное время (меньшее из двух) сравнивают со временем Т_о, которое устанавливается перед началом эксплуатации вертушки. Если продолжительность свободного вращения по сравнению с Т_о уменьшится на более чем в 1,5 раза, вертушка признается исправной. Для контроля трения ходовой части вертушки по числу свободных колебаний винта к обрезу лопасти крепится дисбаланс – грузик массой 1 г, под действием которого винт совершает свободные колебания. Исправному состоянию вертушки соответствует следующее число полных (двойных) колебаний винта: 5 – для вертушки ГР-21М и 4 – для вертушки ГР-99.

Рис. 24. Проверка исправности ходовой части вертушки:

а – проверка центрованности оси испытанием на биение корпуса; б – проверка центрованности испытанием на биение оси; в – проверка допусков посадочных размеров

7. Проверка исправности сигнальной электрической системы выполняется испытанием действия контактного механизма. Для этого производят сборку электрической схемы прибора. При вращении рукой лопастного винта в момент срабатывания контактного устройства должен получится громкий звуковой или ясный световой сигнал. Если окажется, что все внешние контакты надежны, а сигналы остаются слабыми и прерывистыми, то необходимо произвести регулировку прилегания контактной пружины к червячной шестерне.

8. По результатам испытаний вертушки составляется ведомость обнаруженных неисправностей и дается заключение о возможности использования ее для измерения скоростей течения воды.

Лабораторная работа №3

Измерение скоростей течения воды микровертушкой

В гидравлическом лотке

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: требуется измерить скорости течения микровертушкой в трех точках на пяти вертикалях и вычислить расход воды аналитическим способом.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Производится измерение скоростей течения микровертушкой на заранее размеченных в лотке вертикалях в трех точках по глубине каждой вертикали: 0,2h; 0,6h и 0,8h (где h – рабочая глубина). Для этого вертушка крепится к штанге на требуемой глубине и опускается в воду. Установив вертушку перпендикулярно гидрометрическому створу, одновременно включают счетно-импульсный механизм вертушки и секундомер. По истечении 60 с (время выдержки вертушки) измерения прекращают выключением счетчика импульсов. По индикаторному устройству определяется суммарное число оборотов лопастного винта. Данные работы вертушки записываются в журнал «Измерения на скоростных вертикалях» (табл. 2).

Таблица 2

Номер вертикали	Расстояние от пост. начала, м	Рабочая глубина, м	Глубина погружения вертушки	Сумма оборотов	Продолжительность измерения, с	Число оборотов, 1/с	Скорость, м/с
В долях глубины	В метрах
	0,30	0,26	0,2	0,052			1,47	0,29
		0,6	0,156			1,30	0,26
		0,8	0,208			1,05	0,21
	0,60	0,26

2. Определяется скорость в точке. Делением суммы N лопастного винта на продолжительность Т наблюдений рассчитывается число оборотов п в одну секунду: п=N/Т. Затем по найденному числу оборотов по градуировочной (тарировочной) зависимости находится соответствующая скорость течения. Результаты вычислений записываются в табл. 2.

3. Вычисляется расход воды аналитическим способом в следующей последовательности:

а) определяется площадь отсеков между скоростными вертикалями f_s посредством планирования частей поперечного профиля или аналитически. Результат вычисления записывается с точностью: при f_s < 10 м² – до 0,01 м²; при 10≤ f_s< 100 – до 0,1 м²; при f_s≥ 100 м² – до 1 м²;

б) вычисляется средняя скорость на вертикалях u_N по формуле:

(1)

где u_0,2h, u_0.6h и u_0.8h – соответственно значения измеренных скоростей в точках 0,2h, 0,6h и 0.8h каждой вертикали N;

Вычисленные значения скоростей течения округляются до 0,01 м/с.

в) средняя скорость u_S в отсеке между скоростными вертикалями вычисляется как полусумма полученных на них значений u_Ni и u_Nj: u_S=0,5(u_Ni +u_Nj).

Для прибрежных отсеков водного сечения (от уреза до первой скоростной вертикали и от последней вертикали до уреза воды) средняя скорость принимается равной средней скорости на ближайшей к берегу скоростной вертикали, умноженной на коэффициент k, значения которого берутся в зависимости от характера берега (при выполнении работы принимается значение k=0,9);

г) частичные расходы ΔQ_S находят как произведение u_S×f_S, а полный расход Q – как сумму частичных расходов S ΔQ_S.

Расчетная формула для полного расхода через живое сечение имеет вид:

(2)

Вычисленные значения расходов воды округляются до 10 м³/с при Q≥1000м³/с, до трех значащих цифр при 10≤Q≤1000 м³/с, до 0,01 м³/с при 0,1≤Q≤10 м³/с, до 0,001 м³/с при Q_s<0.1 м³/с.

Результаты вычислений сводятся в табл. 3.

Таблица 3

Вычисление расхода воды

№ скоростных вертикалях	Средняя скорость, м/с	Площадь поперечного сечения между вертикалями, м2	Расход воды между вертикалями, м3/с
на скоростной вертикали	Между вертикалями
k=0,9 k=0,9	0,15 0,17 0,19 0,13 0,11	0,14 0,16 0,18 0,16 0,12 0,10 S	0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,48	0,011 0,013 0,014 0,013 0,010 0,008 0,069

Лабораторная работа №4