HM15003D

Systeme fr die technische Ausbildung

Versuchsanleitung HM150.03 Zubehr fr Strmung ber Wehre

G.U.N.T. Gertebau GmbHPostfach 1125D-22881 Barsbttel GermanyTelefon (040) 670854-0Telefax (040) 670854-41

Versuchsanleitung

Druckschrift Nr.: 917.00003A15002 04/95

HM150.03 Zubehr fr Strmungber Wehre

Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

Inhaltsverzeichnis1 Gertebeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Vorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3 Versuche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.1 Rechteck-Wehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.1.1 Bestimmung der berlaufhhe z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.1.2 Bestimmung des Volumenstromes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.1.3 Mewerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.2 V-Wehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.2.1 Bestimmung der berlaufhhe z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.2.2 Bestimmung des Volumenstromes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.3 Mewerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.3 Strmung ber Wehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

1

1 Gertebeschreibung

Der Zubehrsatz HM150.03 Strmung ber Wehre wird zusammen mit HM150 GrundmodulStrmungstechnik [3] genutzt.In HM150 befindet sich eine Kanalstrecke [5]. DasWasser wird links unten eingeleitet, strmt dannnach rechts ber ein Wehr in den volumetrischenTank. Zur Untersuchung stehen ein Wehr [2] mit V-Ausschnitt und ein Wehr [2] mit Rechteckaus-schnitt zu Verfgung.

Mit Hilfe des Hhentasters [1] wird die berlaufh-he des Wehrs bestimmt. Daraus lt sich dann derVolumenstrom berechnen.Mit Hilfe des volumetrischen Behlters [3] und derVolumenskala [6] wird der Volumenstrom ermittelt.Die Einstellung des Volumenstrom erfolgt am Kugelhahn [4]. ber diesen Kugelhahn wird diePumpe von HM150 gedrosselt.

2 3

4

1

5

6


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

1 Gertebeschreibung 2

2 Vorbereitung

Es stehen zwei Wehre zur Verfgung:

Ein V-Wehr und ein Rechteckwehr.Diese werden an die Kanalaustrittsseite ge-schraubt.Zwischen Kanal und Wehr ist die Dichtung zulegen. Die Dichtung kann befeuchtet leicht amKanal positioniert werden. Danach ist ein Wehr mit4 M6x20 Zylinderkopfschrauben zu montieren.

Der Hhentaster wird ber den Kanal aufgestellt,so da der Taster zum Wehr zeigt. Siehe Bild Seite 2.

Nach dem HM150 mit Wasser befllt und die Ener-gieversorgung hergestellt ist, sind die Versuchs-vorbereitungen abgeschlossen.

WehrDichtung


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

2 Vorbereitung 3

3 Versuche

3.1 Rechteck-Wehr

Der Volumenstrom lt sich aus der Breite b undder berlaufhhe z des Wehres ableiten.Die Breite b ist konstant. b= 6,0 cmDie berlaufhhe z wird indirekt gemessen.

3.1.1 Bestimmung der berlaufhhe z

Die Hhe h des Wasserspiegels wird gemessen.Mit den Konstanten:

h0= 4,7 cmh1= 5,0 cm

wird die berlaufhhe z wie folgt berechnet:

z = h0 + h1 h.

z

b

h1

h0

z

b

h

Taster

leicht den Wasserspiegel berhren.

Wehr


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

3 Versuche 4

3.1.2 Bestimmung des Volumenstromes

Der theoretische Volumenstrom V . th wird wie folgtberechnet:

V . th = 23 b z 2gz

Mit =0,63 fr scharfkantigen Ausflu

Mit Hilfe des volumetrischen Behlters von HM150lt sich mittels Stoppuhr der tatschliche Volu-menstrom V . M bestimmen.Es empfiehlt sich die Befllzeit t fr 10 Liter zumessen. Eine gute Anzeige des Volumens erhltman im Skalenbereich von 20 - 30 Liter.

3.1.3 Mewerte

Fr den Vergleich der berechneten und der ge-messenen Volumenstrme wurden folgende Wer-te ermittelt:

h [cm]

z [cm]

Zeit t fr 10 l[sec.]

V . th [l/s]

V . M [l/s]

Abweichung[%]

8,60 1,10 93,43 0,128 0,107 -16,4

8,05 1,65 44,26 0,236 0,225 -4,66

7,20 2,50 22,42 0,441 0,446 +1,13

6,00 3,70 12,85 0,794 0,778 -2,02

5,50 4,20 10,36 0,960 0,965 +0,52

Die Volumenstrombestimmung mit Hilfe einesRechteckwehres gewhrleistet eine gute berein-stimmung mit dem tatschlichen Volumenstrom.


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

3 Versuche 5

3.2 V-Wehr

Der Volumenstrom lt sich aus der Breite b undder berlaufhhe z des Wehres ableiten.Die Breite b eine Funktion der berlaufhhe z. b=2z

Die berlaufhhe z wird indirekt gemessen.

3.2.1 Bestimmung der berlaufhhe z

Die Hhe h des Wasserspiegels wird gemessen.Mit den Konstanten:

h0= 4,7 cmh1= 6,0 cm

wird die berlaufhhe z wie folgt berechnet:

z = h0 + h1 h.

b=2z

z

90o

h1

h0

z

b

h

Taster

leicht den Wasserspiegel berhren.

Wehr


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

3 Versuche 6

3.2.2 Bestimmung des Volumenstromes

Der theoretische Volumenstrom V . th wird wie folgtberechnet:

V . th = 815 z2 tan2 2gz

Mit =0,63 fr scharfkantigen Ausfluund tan 45 = 1

Mit Hilfe des volumetrischen Behlters von HM150lt sich mittels Stoppuhr der tatschliche Volu-menstrom V . M bestimmen.Es empfiehlt sich die Befllzeit t fr 10 Liter zumessen. Eine gute Anzeige des Volumens erhltman im Skalenbereich von 20 - 30 Liter.


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

3 Versuche 7

3.2.3 Mewerte

Fr den Vergleich der berechneten und der ge-messenen Volumenstrme wurden folgende Wer-te ermittelt:

h [cm]

z [cm]

Zeit t fr 10 l[sec.]

V . th [l/s]

V . M [l/s]

Abweichung[%]

8,50 2,20 91,68 0,106 0,107 +0,93

7,50 3,20 34,08 0,272 0,225 -17,28

6,90 3,80 21,95 0,418 0,446 +6,70

6,00 4,70 13,86 0,712 0,778 +9,27

5,50 5,20 10,83 0,917 0,965 +5,23

Die Volumenstrombestimmung mit Hilfe eines V-Wehres gewhrleistet eine gute bereinstim-mung mit dem tatschlichen Volumenstrom.


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

3 Versuche 8

3.3 Strmung ber Wehre

Das Bild zeigt den berechneten VolumenstromV . th in Abhngigkeit zur gemessenen Hhe h.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

5 6 7 8 9 10h in cm

Flow

in

l/s

V-Wehr

Rechteckwehr


Alle

R

echt

e vo

rbeh

alte

n G

.U.N

.T. G

ert

ebau

Gm

bH,

Bars

btte

l

3 Versuche 9

Documents

HM15003D