Вода вытекает из бассейна шириной В и глубиной Н1 в лоток шириной b и

Вода вытекает из бассейна шириной В и глубиной Н1 в лоток шириной b и глубиной Н2 через круглое отверстие в тонкой стенке диаметром d, центр которого расположен на расстоянии а = 0,1м от дна бассейна. Определить расход воды Q, проходящей через отверстие. Дано: H1 = 4 м; Н2 = 0,2 м; В = 1,5 м; b = 0,25 м; d = 0,175 м.

Расход воды через малое отверстие в тонкой стенке определяется по формуле:
где - коэффициент расхода;
S – площадь отверстия,
Н – полный напор.
Коэффициент расхода через малое отверстие при совершенном сжатии - с = 0,61.
Сжатие считается совершенным, если расстояние от кромки отверстия до стенки или поверхности жидкости не меньше трех размеров отверстия . В данном случае, очевидно, что расстояние с боков и сверху отверстия удовлетворяет условию совершенного сжатия, а снизу нет. Коэффициент расхода при несовершенном сжатии определяется по формуле:
где Р – периметр отверстия; Р - часть периметра, где сжатия не происходит.
Примем условно , тогда:
Полный напор при истечении под уровень определяется разностью уровней в резервуарах, но также и скоростными напорами до и после отверстия:
где V1 и V2 – скорости воды в бассейне и лотке, выразим их через искомый расход Q:

Подставим полученные выражения в выражение расхода и решим уравнение:
;
.
Для удобства обозначим и вычислим:
Тогда уравнение примет вид:
м3/с.
Ответ: Q = 0,234 м3/с.

. В данном случае, очевидно, что расстояние с боков и сверху отверстия удовлетворяет условию совершенного сжатия, а снизу нет. Коэффициент расхода при несовершенном сжатии определяется по формуле:
где Р – периметр отверстия; Р - часть периметра, где сжатия не происходит.
Примем условно , тогда:
Полный напор при истечении под уровень определяется разностью уровней в резервуарах, но также и скоростными напорами до и после отверстия:
где V1 и V2 – скорости воды в бассейне и лотке, выразим их через искомый расход Q:

Подставим полученные выражения в выражение расхода и решим уравнение:
;
.
Для удобства обозначим и вычислим:
Тогда уравнение примет вид:
м3/с.
Ответ: Q = 0,234 м3/с.