Постер «Витік струменя рідини, що виходить із отвору на боці контейнера, наповненого рідиною»

Дніпропетровське відділення Малої академії наук України. Витік струменя рідини, що виходить із отвору на боці контейнера, наповненого рідиною. Виконавець роботи - Фінів Артем Васильович, учень 9-Б класу Криворізької загальноосвітньої школи I-III ступенів № 123 Криворізької міської ради Дніпропетровської областіНауковий керівник - Чернюк Євгенія Володимирівна, вчитель фізики Криворізької загальноосвітньої школи I-III ступенів № 123 Криворізької міської ради Дніпропетровської області, категорія вища, «вчитель методист»Актуальність роботи у практичному застосуванні у повсякденному житті: масова витрата води через отвір в стінці трубопроводу з теплової мережі, яка може статися в результаті аварії. Висновки. Метою роботи стало дослідження витікання струменя рідини, що виходить із отвору на боці контейнера, наповненого рідиною. Об'єкт дослідження: закони гідродинаміки. Предмет дослідження – визначення витрат і швидкості витікання води із малого отвору в боковій стінці резервуара великих розмірів. Матеріали, хід та методи дослідження{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}№ досліду𝜐факт, м/c𝜐теор, м/cφ11,1311,4690,7721.0781,40,7730,9971,3290,7540,9181,250,7450.8441,1720,7260,7551,0850,69670,6680,990,67580,5570,8850,62990,3960,7670,516100,1980,6260,316{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}№ дослідуφ11,1311,4690,7721.0781,40,7730,9971,3290,7540,9181,250,7450.8441,1720,7260,7551,0850,69670,6680,990,67580,5570,8850,62990,3960,7670,516100,1980,6260,316 Залежність коефіцієнта φ від швидкості води при діаметрі отвору 2 мм. Рис. 1 Залежність рівня води H від часу витікання t через отвір діаметром 2мм Рис. 2 Апроксимація експериментальних даних лінійною залежністю. Рис. 3 Апроксимація експериментальних даних поліноміальною залежністю 𝝋=𝒇𝝊𝑻при діаметрі отвору 2 мм З графіка рис.1 залежність рівня води H від часу витікання майже прямо пропорційна. Нелінійність визначається невеликим коефіцієнтом 0,001 при х2. З графіка рис. 2 залежність коефіцієнта φ від швидкості води не може бути лінійною: експериментальні дані слабо корелюють з трендовою лінією – R2 = 0,88. З графіка рис. 3. аналізуючи хід залежності коефіцієнта φ від швидкості води, обчисленої теоретично, його величина наближається до 0,8 в районі швидкості 𝜐Т~1,5 м/с {5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Вимірювальна величина. Круглий отвір у тонкій стінціОб'єм води V, м31530*10-6 Час відбору t, с300 Діаметр отвору d, м3*10-3 Площа отвору 𝜔0, м27*10-6 Напір води Н, м8,4*10-2 Витрата дійсна 𝑄д, м3/с5,1*10-6 Витрата теоретична   𝑄𝑇 ,м3/с8,8*10-6 Коефіцієнт витрат 𝜇0,58 Коефіцієнт швидкості 𝜑0,47 Коефіцієнт стиснення струменя ε1,26{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Вимірювальна величина. Круглий отвір у тонкій стінціОб'єм води V, м31530*10-6 Час відбору t, с300 Діаметр отвору d, м3*10-37*10-68,4*10-25,1*10-68,8*10-60,580,47 Коефіцієнт стиснення струменя ε1,26 Результати визначення коефіцієнта витрат та стиснення струменя1.  За формулою Торрічеллі швидкість витікання ідеальної рідини з отвору посудини з постійним рівнем Н при атмосферному тиску дорівнює швидкості вільного падіння твердого тіла при початковій швидкості рівної нулю, з висоти, що відповідає висоті напору рідини. 𝑣𝑇= 2𝑔𝐻.2. Поняття ідеальна рідина є наближеним. В дослідах визначено інтервал швидкостей 0-1,5 м/с, при яких треба враховувати вплив режиму течії, внутрішнє тертя і т. і. Коефіцієнт швидкості при цьому збільшується від φ = 0,312 до φ = 0,77, а коефіцієнт витрат 𝜇 = 0,58, коефіцієнт стиснення струменя ε =1,26.3. При швидкостях більших за 1.5 м/с фактичну швидкість витікання води можна розрахувати за формулою                𝜐факт=0,8𝜐Т  Завдання:- експериментально визначити параметри, що характеризують витікання неперервного струменя води з отвору під дією сили тяжіння;- визначити коефіцієнт швидкості φ та його кореляцію з теоретичною швидкістю води; отримати величину витрат µ та стиснення струменя ε. Дослідна установка