Hidravlični skok

V koritu: Teoretični pristop | Merjenje | Hipoteze | Rezultati | Ugotovitve

Princip izvedbe poskusa je dokaj preprost;

na izbrano višino d od konca pipe postavimo podlogo. Ta mora imeti čim manj nepravilnosti, poskrbeti pa moramo še, da je kot med podlago in vpadnim curkom čim bliže 90°. Odpremo pipo do te mere, da brez težav opazimo hidravlični krog oziroma hidravlični skok. S tehtnico stehtamo maso prazne čaše, nato pa čašo postavimo pod curek in s štoparico merimo čas, v katerem se le-ta napolni. Polno čašo spet postavimo na tehtnico in izmerimo njeno maso. Nato z ravnilom izmerimo polmer hidravličnega kroga R' in premer curka a tik preden curek vpade na podlago.

Ker nas pri izračunih za viskozne tekočine zanima še povprečna hitrost toka na izbranem radiju R' izvedemo še meritve, s katerimi bomo izračunali hitrost toka. To storimo tako, da snemamo potovanje majhnih koščkov papirja po hidravličnem krogu. Pri končnem obdelovanju podatkov smo video upočasnili na 10% dejanske hitrosti in izmerili čas, v katerem košček »pripotuje« od roba curka do roba hidravličnega kroga.

Privzeli smo, da se košček giba enakomerno pojemajoče, to, da se košček ustavlja, pa je razvidno iz samega videa. Iz enačbe

Kjer je p pospešek, R razdalja med robom curka in mestom hidravličnega skoka, ter t' čas, v katerem prepotuje razdaljo R, izračunamo pospešek sistema, ki ga uporabimo v spodnji enačbi

Kjer predstavlja povprečno hitrost toka na mestu R', p predstavlja prej izračunani pospešek, pa predstavlja hitrost curka, tik preden le ta zadane podlago (dno umivalnika).

Enak postopek ponovimo pri več volumskih pretokih (kjer spreminjamo »odprtost« pipe) in nato vse meritve ponovimo še pri ostalih podlagah.

Po koncu meritev izmerimo še premer A šobe pipe.

Na samem koncu smo se odločili, da preverimo še trditev iz teorije, ki pravi, da na velikost hidravličnega kroga vpliva razdalja med pipo in podlago d in, ali vrsta podlage sploh vpliva na nastanek hidravličnega skoka.

Odvisnost radija hidravličnega skoka od dolžine padanja curka d smo preverjali tako, da smo pri istem pretoku vode spreminjali d in pri vsakem d izmerili pripadajočo razdaljo med hidravličnim skokom in robom curka R. Enako smo pri istih dolžinah d ponovili še pri nekoliko večjem pretoku vode.

Nepomembnost vrste podlage pa smo preverjali tako, da smo določenem d in pretoku vode spreminjali vrsto podlage in zapisovali razdaljo med hidravličnim skokom in robom curka R. Enako smo storili še pri treh večjih pretokih vode. Razdalje d tekom merjenja nismo spreminjali.

Prikažimo še, kako izgleda sam pojav pri posameznih podlagah po vrsti (od leve k desni):

Aluminij, teflon, keramika, plastika