Titel: | Castel's Versuche über den Ausfluß des Wassers durch Ueberfälle. |
Fundstelle: | Band 66, Jahrgang 1837, Nr. XXXII., S. 168 |
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XXXII.
Castel's Versuche
uͤber den Ausfluß des Wassers durch Ueberfaͤlle.
Castel's Versuche uͤber den Ausfluß des Wassers durch
Ueberfaͤlle.
Die Versuche, welche Castel im Jahre 1835 in Toulouse
uͤber diesen Gegenstand angestellt hatte, wurden 1836 durch eine neue
Versuchsreihe vervollstaͤndigt, und fuͤhrten zu Resultaten, welche zu
wichtig sind, als daß wir auf sie nur verweisen koͤnnten. Wir geben daher im
Folgenden eine gedraͤngte Beschreibung der Art, wie Castel experimentirte, und fuͤgen die von ihm gewonnenen Resultate
bei.
Um die Ausflußmenge aus Behaͤltern zu bestimmen, welche eine Oeffnung mit
parallelen Seitenwaͤnden und oben offen haben, stellten Dubaut, Eytelwein, Bidone, Poncelet und Lesbros
Formeln von theoretischen Gesichtspunkten ausgehend auf, und suchten dann durch
Versuche den Coefficienten, mit welchem die theoretisch gefundene Ausflußmenge zu
multipliciren ist, um der wirklichen zu entsprechen. Man benuzte hiebei zwei
Formeln, von welchen noch zu bestimmen war, welche von beiden sich der Erfahrung am
naͤchsten anschließt. Benennt man naͤmlich mit Q die Ausflußmenge, mit L die Breite des
Ueberfalls, mit H die Drukhoͤhe und mit m den Ausflußcoefficienten (Alles in franz. Decimalmaaße
bestimmt), so ergibt sich nach der einen Formel
Q = m . 2,953 L H √ H
wobei als Drukhoͤhe in Rechnung gebracht wird der
Abstand der Wasseroberflaͤche an einem Punkte, wo das Wasser ruhig steht an
der Schwelle der Ausflußoͤffnung. Waͤhrend das Wasser nach der
Ausflußoͤffnung fließt, erniedrigt sich oben die Obeflaͤche desselben
etwas, und bezeichnet man mit h den Betrag dieser
Erniedrigung oder die Differenz von H und der
Hoͤhe der abfließenden Wasserschicht in der Ausflußoͤffnung, so wird
nach der zweiten Formel auch seyn
Q = m' 2,953 L [H √ H – h √ h].
Beide Formeln lassen sich ihrer Begruͤndung nach vertheidigen, und es
gehoͤren schon ziemlich genaue Versuche dazu, um zu entscheiden, welcher von
beiden der Vorzug gebuͤhrt. Der Apparat zu diesen Versuchen bestand aus
folgenden Theilen: Ein rechtwinkeliger hoͤlzerner Kasten von 5,96 Meter
Laͤnge, 0,74 Breite und 0,53 Tiefe erhielt an dem einen Ende bei den
Versuchen das zufließende Wasser und war am anderen Ende mit einer Wand
verschlossen, in welcher man die Ausflußoͤffnungen anbringen konnte; um das
Wasser an diesem Ende so ruhig als moͤglich ankommen zu lassen,
fuͤhrte man es zunaͤchst mit besonderer Sorgfalt in den Kasten hinein,
ließ es in demselben durch ein Drahtnez und dann unter mehreren
Scheidewaͤnden durchgehen, von denen die lezte 1,3 Meter von der
Ausgangsoͤffnung und 0,21 M. uͤber dem Boden steht. Hiedurch wird der
Kasten eigentlich zu einem Ausflußbehaͤlter von 1,3 M. Laͤnge, 0,74
Breite und 0,2 bis 0,41 M. Tiefe.
Unter diesem Kasten befand sich der Aichkasten, ebenfalls von Holz, mit Zink
ausgeschlagen, 4 M. lang, 1 breit und 0,8 tief, und konnte daher 3,2 Kubikmeter
Wasser enthalten. Dieser Aichkasten war mit der groͤßten Sorgfalt durch ein
Aichmaaß von 50 Liter justirt und eine Scala dazu berechnet worden, nach welcher
fuͤr jeden Niveaustand der Inhalt genau angegeben werden konnte. Nach
Beendigung der Versuche wurde das Aichen des Behaͤlters wiederholt, und
derselbe im Verhaͤltniß von 3006 zu 3000 groͤßer als fruͤher
befunden. Zwischen beiden Kaͤsten, unmittelbar unter der
Ausflußoͤffnung des oberen, befindet sich ein Ablaufbrett, welches das Wasser
fuͤr gewoͤhnlich wegfuͤhrt, aber um eine verticale Achse
beweglich ist und daher in einer zweiten Stellung das Wasser in das unten stehende
Aichgefaͤß fuͤhren kann. Die Ueberfaͤlle wurden erst in Holz
von ungefaͤhr 1'' Staͤrke gearbeitet, so
daß die Ausflußoͤffnung genau so beschaffen war, wie sie gewoͤhnlich
im Großen hergestellt wird; jedoch zeigte sich, daß sich diese Construction zu
genauen Versuchen nicht eigne, da sich die Oeffnung nach einiger Zeit etwas
erweitert hatte; es wurde daher vorgezogen, die Oeffnungen durch Kupferbleche zu
verwahren, welche gegen gegossene Rahmen angeschraubt wurden. Man wendete sieben
solche Oeffnungen an, deren Weite ungefaͤhr 0,1 – 0,2 – 0,3
– 0,4 – 0,5 – 0,6 – 0,68 Meter betrug, waͤhrend
die Weite des Kastens 0,74 M. betrug; der untere Rand, oder die Schwelle der
Ausflußoͤffnung, lag jedes Mal 0,17 M. uͤber dem Boden. Fuͤr
jede Breite wurden die Drukhoͤhen 0,03 – 0,04 – 0,05 –
0,06 – 0,08 und 0,1 M. angewendet, bei kleinen Ueberfaͤllen dagegen
Drukhoͤhen, die von 2 zu 2 Centim. groͤßer wurden.
Bei jeder Breite und Drukhoͤhe mußte die Drukhoͤhe vor und nach der
Biegung der Wasseroberflaͤche (H und h) und die Ausflußmenge (Q)
bestimmt werden. Um die Drukhoͤhe zu messen, waren quer uͤber den
ersten Kasten zwei Eisenstaͤbe mit Schrauben verstellbar angebracht, welche
nicht nur einzeln horizontal, sondern auch so gestellt werden konnten, daß sie beide
in einer Horizontalebene lagen. Der eine dieser Staͤbe befand sich gerade
uͤber der Oeffnung, der andere 0,49 Meter zuruͤk. Ueber beide
Staͤbe wurde ein Lineal mit 10 verstellbaren Kupferstaͤben, die 5
Centimeter von einander abstanden, so gelegt, daß die Kupferstaͤbe genau mit
ihren Spizen gegen die Wasseroberflaͤche bewegt werden konnten, und daß sich
durch die sorgfaͤltig bestimmte Laͤnge des vorstehenden Theiles
derselben sowohl die Drukhoͤhe als die Form der Wasserkruͤmmung
ergab.
Beim Anstellen eines Versuches wurde zunaͤchst die Ausflußoͤffnung
vorsichtig eingesezt, hierauf Wasser durch den ersten Kasten gelassen, dessen Menge
durch zwei Haͤhne so bestimmt werden konnte, daß die gewuͤnschte
Drukhoͤhe ziemlich genau eintrat; war der Wasser-Zu- und Abfluß
in den Beharrungszustand gekommen, so wurde zunaͤchst die Hoͤhe der
Wasseroberflaͤche durch die Kupferstaͤbchen genau untersucht, hierauf
das Abflußbett nach dem leeren Aichbehaͤlter gewendet und waͤhrend
einer nach Fuͤnftelsecunden bestimmten Zeit so lange in dieser Stellung
erhalten, bis der Aichbehaͤlter ziemlich voll war; war das Brett wieder
weggewendet, so wurde nochmals die Gestalt der Wasseroberflaͤche mit
gehoͤriger Genauigkeit untersucht und dann zur Bestimmung des Inhaltes des
ausgeflossenen Wassers geschritten. Jeder Versuch wurde auf diese Art zwei Mal nach
einander angestellt und nur in dem Falle oͤfter wiederholt, wenn die
Resultate der beiden Versuche nicht einstimmig befunden wurden. So wurden 237
Versuche im Jahre 1835 angestellt, deren Resultate mit der ersten Formel verglichen
und dadurch die Ausflußcoefficienten ermittelt wurden.
Die gesammten 237 Versuche zerfallen in drei Versuchsreihen; die erste Reihe begreift
die mit den hoͤlzernen Ausflußoͤffnungen angestellten Versuche; eine
Vergleichung mit den Resultaten der anderen Versuche zeigt nur sehr geringe
Unterschiede, woraus sich der Schluß ziehen laͤßt, daß die Dike der
Wandflaͤche beim Ueberfall von 2 bis auf 30 Millimeter steigen kann, ohne daß
die Ausflußmenge merklich geaͤndert wuͤrde; ohne Zweifel kann die
Staͤrke der Wandflaͤche noch viel groͤßer gemacht werden. Die
zweite Versuchsreihe wurde mit Ueberfaͤllen in duͤnnen Blechen
uͤber einer und derselben Ebene angestellt; die Breiten waren 0,1 – 0,2 –
0,3 – 0,4 – 0,5 M. Diese zweite wurde Veranlassung zur dritten
Beobachtungsreihe, in welcher noch zwei breitere Ueberfaͤlle dazu
gefuͤgt wurden, und bei der sich Castel's
ausgezeichnetes Beobachtungstalent durch die Uebereinstimmung der gewonnenen Zahlen
auf das glaͤnzendste bewaͤhrte.
Folgende Tabelle gibt die Resultate dieser dritten Reihe, bei welcher nicht alle
Beobachtungen, sondern die Mittelzahl aus mehreren jedes Mal angegeben sind.
Breite desUeberfalls.
Drukhoͤhe uͤber der
Schwelle.
Biegung
der Fluͤssigkeit.
Ausfluß.
Ausflußcoefficient.
Betrag.
Laͤnge.
Dauer.
In einer Secunde.
Meter.
Meter.
Meter.
Meter.
Secunden.
Liter.
1,1004
0,2404
0,0164
0,345
142
20,80
0,5952
–
0,2203
0,0129
0,300
161,5
18,22
0,5942
–
0,1987
0,0117
0,300
190
16,59
0,5936
–
0,1802
0,0107
0,259
219
13,47
0,5938
–
0,1387
0,0098
0,250
266
11,10
0,5921
–
0,4387
0,0092
0,250
323,6
9,066
0,5919
–
0,1199
0,0087
0,250
406
7,259
0,5897
–
0,1005
0,0081
0,200
530
5,581
0,5919
–
0,0798
0,0073
0,200
106,5
3,958
0,5923
–
0,0607
0,0068
0,150
200
2,014
0,5968
–
0,0427
0,0656
0,150
251,5
1,581
0,6043
–
0,0302
0,0049
0,150
432,7
0,961
0,6174
0,1994
0,2068
0,0201
0,417
88
32,98
0,3933
–
0,1779
0,0164
0,350
113
26,38
0,5947
–
0,1595
0,0130
0,350
131,5
22,31
0,5947
–
0,1406
0,0138
0,300
160,5
18,40
0,5926
–
0,1195
0,0131
0,300
204,5
14,41
0,5922
–
0,0996
0,0119
0,250
268,5
10,97
0,5926
–
0,0802
0,0106
0,250
370
7,951
0,5945
–
0,0589
0,0093
0,200
565
5,197
0,6028
–
0,0515
0,0077
0,200
97,7
4,204
0,6110
–
0,0396
0,0067
0,200
141,5
2,872
0,6189
–
0,0303
0,0057
0,150
206,7
1,938
0,6240
0,3002
0,1380
0,0172
0,417
108,2
27,41
0,6031
–
0,1205
0,0152
0,300
131,7
22,40
0,6040
–
0,0995
0,0135
0,300
174,3
16,81
0,6040
–
0,0793
0,0119
0,230
246,5
11,98
0,6051
–
0,0605
0,0098
0,250
367
8,049
0,6101
–
0,0507
0,0080
0,200
475
6,235
0,6162
–
0,0409
0,0067
0,200
92,5
4,537
0,6232
–
0,0316
0,0055
0,200
132
3,141
0,6307
Breite desUeberfalls.
Drukhoͤhe uͤber der
Schwelle.
Biegung
der Fluͤssigkeit.
Ausfluß.
Ausflußcoefficient.
Betrag.
Laͤnge.
Dauer.
In einer Secunde.
Meter.
Meter.
Meter.
Meter.
Secunden.
Liter.
0,3998
0,1210
0,0182
0,417
91,2
32,04
0,6215
–
0,1051
0,0160
0,345
118,3
25,00
0,6214
–
8,0805
0,0125
0,300
176,7
16,72
0,6200
–
6,0598
0,0100
0,250
273
10,75
0,6225
–
0,0485
0,0079
0,200
372,7
7,893
0,6259
–
0,0399
0,0066
0,200
498
5,947
0,6320
–
0,0308
0,0054
0,200
728,5
4,060
0,6362
0,5024
0,0973
0,0154
0,345
104,5
28,42
0,6311
–
0,0805
0,0129
0,300
137,7
21,42
0,6321
–
0,0607
0,0101
0,250
209,3
14,02
0,6318
–
0,0503
0,0086
0,250
281
10,59
0,6327
–
0,0407
0,0067
0,250
381
7,753
0,6364
–
0,0313
0,0054
0,200
560
5,275
0,6420
0,6001
0,0991
0,0150
0,417
82,5
35,61
0,6441
–
0,0809
0,0125
0,300
112
26,28
0,6444
–
0,0602
0,0092
0,250
173,2
16,88
0,6448
–
0,0517
0,0079
0,250
222,7
13,41
0,6437
–
0,0388
0,0062
0,200
343
8,729
0,6445
–
0,0311
0,0050
0,200
466,5
6,331
0,6513
0,6804
0,0931
0,0142
0,417
78,7
37,48
0,6566
–
0,0796
0,0120
0,350
99,3
29,59
0,6557
–
0,0606
0,0090
0,250
150,1
19,65
0,6555
–
0,0501
0,0077
0,250
199,7
14,77
0,6555
–
0,0414
0,0063
0,200
265
11,10
0,6558
–
0,0288
0,0049
0,150
453,5
6,477
0,6596
Nach Castel's genauen Untersuchungen der Fehler, welche
moͤglicher Weise bei der Beobachtung begangen werden konnten,
verbuͤrgt er das Resultat fuͤr richtig bis auf den 150sten Theil;
dagegen nimmt d'Aubuisson nach genauer Beurtheilung der
erhaltenen Zahlen und der Beobachtungsart an, daß man sie bis auf den 300sten Theil
fuͤr vollkommen sicher halten koͤnne. Die folgende Uebersicht der
Resultate, in welcher die Dimensionen der wirklichen Versuche eine mit voller
Sicherheit zu bewirkende Correction erfahren haben, zeigt das regelmaͤßige
Fortschreiten des Ausflußcoefficienten und laͤßt einen Schluß auf den Werth
der Beobachtungen ziehen.
Drukhoͤhe uͤber der Schwelle
des Ueberfalls.
Ausflußmenge
bei einer Ueberfallbreite von
Ausflußcoefficient
bei einer Ueberfallbreite von
0,4
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,68
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,68
Meter
Liter.
Liter.
Liter.
Liter.
Liter.
Liter.
Liter.
0,24
20,67
0,595
0,22
18,11
0,594
0,20
15,68
31,46
0,594
0,596
0,18
13,40
26,82
0,594
0,595
0,16
11,19
22,50
0,592
0,595
0,14
9,157
18,34
27,99
0,592
0,593
0,603
0,12
7,239
14,54
22,25
30,52
0,590
0,592
0,604
0,624
0,10
5,517
11,07
16,93
23,21
29,47
36,09
41,70
0,591
0,593
0,604
0,621
0,651
0,644
0,657
0,08
3,957
7,945
12,13
16,57
21,12
25,84
29,84
0,592
0,595
0,606
0,620
0,632
0,644
0,656
0,06
2,582
3,239
7,944
10,81
13,71
16,79
19,35
0,595
0,604
0,610
0,622
0,632
0,645
0,656
0,05
1,970
4,034
6,102
8,266
10,45
12,73
14,74
0,597
0,611
0,616
0,626
0,633
0,614
0,656
0,04
1,428
2,924
4,417
5,973
7,528
9,136
10,55
0,604
0,619
0,623
0,632
0,636
0,615
0,656
0.03
0,948
1,915
2,904
3,904
4,926
5,997
6,88
0,618
0,624
0,631
0,636
0,642
0,651
0,660
Berechnet man die theoretische Ausflußmenge nach der zweiten Formel, so
erhaͤlt man nicht so regelmaͤßig fortschreitende Coefficienten; es ist
daher die erste einfache Formel vorzuziehen, und um so mehr, als die bei derselben
geforderte Groͤße H sich viel leichter bestimmen
laͤßt, als die Hoͤhe des ausfließenden Wasserstrahles, auf welche
mehrere andere Umstaͤnde Einfluß haben, und die daher auch waͤhrend
eines Versuches schon manchen Veraͤnderungen unterliegt.
Was das Verhaͤltniß der Ausflußmenge zur Drukhoͤhe anbelangt, so ist
die Ausflußmenge, bei Ueberfaͤllen uͤber 0,4 breit, proportional dem
Ausdruke H √ H, wenigstens bis auf einen
fuͤr die Praxis unbedeutenden Unterschied von 1/100. Dieß laͤßt sich,
so wie das bei geringerer Breite eintretende Verhaͤltniß, aus folgender
Uebersicht entnehmen, bei welcher die Ausflußmenge bei 0,08 M. Drukhoͤhe
fuͤr die verschiedenen Breiten in = 1 gesezt wurde, und wo die Colonne A die Werthe von H √
H, die Colonne B dagegen
die Werthe von H √ H
– h √ h
enthaͤlt.
Drukhoͤhe uͤber der Schwelle
H.
A.
Werth von Q fuͤr die Breiten
B
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,68
Meter
0,04
5,20
5,22
5,26
0,22
4,56
4,58
4,63
0,20
3,95
3,96
3,96
4,01
0,18
3,38
3,38
3,38
5,42
0,16
2,83
2,83
2,83
2,87
0,14
2,31
2,31
2,31
2,31
2,34
0,12
1,84
1,83
1,83
1,83
1,84
1,86
0,10
1,40
1,39
1,39
1,40
1,40
1,40
1,40
1,41
1,41
0,08
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,06
0,650
0,632
0,650
0,655
0,652
0,649
0,650
0,649
0,643
0,05
0,494
0,498
0,508
0,503
0,499
0,495
0,494
0,498
0,486
0,04
0,354
0,361
0,368
0,364
0,360
0,356
0,354
0,353
0,345
0,03
0,230
0,239
0,241
0,239
0,236
0,233
0,232
0,231
0,221
So sehr es wahrscheinlich seyn moͤchte, daß die Ausflußmenge unter
uͤbrigens gleichen Umstaͤnden der Breite der Oeffnung proportional
seyn muß, so zeigt sich doch aus einer Vergleichung der Beobachtungen zu diesem
Zweke, daß die Ausflußmengen in staͤrkerem Verhaͤltnisse zunehmen, als
die Breiten, wie dieß folgende Uebersicht vor Augen legt.
Drukhoͤhe
uͤber Schwelle.
Verhaͤltniß der Ausflußmengen bei einer
Breite von
1
2
3
4
5
6
6,8
Meter
0,10
1,00
2,01
3,07
4,21
5,35
6,64
7,36
0,08
1,00
2,01
3,07
4,1
5,34
6,52
7,53
0,06
1,00
2,03
3,08
4,19
5,31
6,50
49
Da hier fuͤr groͤßere Breiten groͤßere Coefficienten gesezt
werden muͤssen, so entsteht die Frage, ob die Coefficienten nur innerhalb
gewisser Glaͤnzen mit der Breite wachsen, oder ob sie immerwaͤhrend
mit groͤßerer Breite zunehmen; findet das Leztere Statt, so wird die Formel
unanwendbar, und es muß fuͤr jede bestimmte Breite auch ein besonderer
Versuch angestellt werden. Im ersteren Falle ist es moͤglich, daß die
Coefficienten nicht mit absoluter Zunahme der Breite wachsen, sondern mit einer
Zunahme der Breite der Oeffnung im Vergleich gegen die Breite des Gefaͤßes,
aus welchem der Ausfluß statt hat. Um dieß zu entscheiden, unterzog sich Castel einer neuen Versuchsreihe von 257 Versuchen im
Jahre 1836.
Zunaͤchst lichtete er den alten Kasten so ein, daß das Wasser in voller Weite
von 0,74 M. ausfließen konnte, und machte außerdem Oeffnungen von 0,05 – 0,03
– 0,02 und 0,01 M. und beobachtete die Ausflußmengen bei Drukhoͤhen
von 0,03 bis 0,24. Hierauf verringerte er die Kastenbreite bis auf 0,361 M. und
brachte Ausflußoͤffnungen von 0,361. – 0,3 – 0,2 – 0,1
– 0,092 – 0,079 – 0,05 – 0,03 – 0,02 –
0,01 M. Breite an; die Drukhoͤhen waren wie vorher; die Versuche wurden mit
derselben Sorgfalt wie fruͤher angestellt. Aus den Versuchen ergaben sich
folgende Coefficienten:
1) Kasten von 0,74 Meter Breite.
Drukhoͤhe uͤb. der
Schwe.
Coefficienten bei einer Breite der Ausflußoͤffnung von
0,74
0,68
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,05
0,03
0,02
0,01
Meter
0,24
0,595
0,615
0,639
0,22
0,594
0,614
0,639
0,20
0,596
0,594
0,614
0,629
0,640
0,670
0,18
0,595
0,594
0,613
0,628
0,641
0,672
0,16
0,595
0,592
0,613
0,628
0,642
0,674
0,14
0,603
0,593
0592
0,612
0,628
0,643
0,671
0,12
0,621
0,604
0,592
0,591
0,612
0,627
0,645
0,678
0,10
0,657
0,644
0,631
0,621
0,604
0,593
0,591
0,612
0,627
0,648
0,687
0,08
0,662
0,656
0,641
0,632
0,620
0,606
0,593
0,592
0,612
0,627
0,652
0,698
0,06
0,662
0,656
0,645
0,632
0,622
0,610
0,604
0,595
0,612
0,628
0,658
0,713
0,05
0,662
0,656
0,644
0,633
0,626
0,616
0,611
0,597
0,613
0,629
0,663
0,04
0,662
0,656
0,645
0,636
0,632
0,623
0,619
0,604
0,614
0,669
0,03
0,662
0,660
0,651
0,642
0,630
0,631
0,624
0,618
2) Kasten von 0,36 M. Breite.
Drukhoͤhe uͤber der
Schwelle.
Coefficienten
bei einer Breite der Ausflußoͤffnung von
0,36
0,30
0,29
0,10
0,092
0,079
0,05
0,03
0,02
0,01
Meter
0,24
0,619
0,624
0,629
0,617
0,666
0,22
0,615
0,513
0,617
0,620
0,627
0,646
0,20
0,611
0,608
0,614
0,618
0,626
0,645
0,667
0,18
0,633
0,608
0,606
0,610
0,616
0,626
0,644
0,16
0,628
0,605
0,603
0,608
0,613
0,625
0,644
0,668
0,14
0,678
0,624
0,603
0,601
0,605
0,614
0,624
0,644
0,12
0,700
0,668
0,620
0,600
0,599
0,603
0,614
0,623
0,646
0,674
0,10
0,684
0,656
0,617
0,598
0,598
0,600
0,614
0,624
0,654
0,08
0,669
0,652
0,616
0,599
0,597
0,599
0,613
0,624
0,648
0,06
0,669
0,652
0,617
0,600
0,597
0,600
0,613
0,626
0,05
0,667
0,653
0,620
0,605
0,604
0,614
0,04
0,668
0,653
0,624
0,613
0,611
0,613
0,03
0,670
0,655
0,632
0,628
0,625
Aus den so erhaltenen Resultaten laͤßt sich schließen, daß, wenn man von einer
Breite ausgeht, welche der des Kastens gleich ist, bei abnehmender Breite die
Ausflußmenge auch abnimmt, und zwar schneller bis zu einer Breite der
Ausflußoͤffnung, welche etwas kleiner als die Haͤlfte der Breite des
fließenden Wassers ist; hierauf vermindern sich beide ziemlich in gleichem
Verhaͤltnisse, und dann wird die Abnahme der Ausflußmenge kleiner als die der
Breite. So hatte man in dem ersten Kasten zwischen 0,74 und 0,1 nach einander 12
Breiten beobachtet, welche im Verhaͤltnisse der in beistehender Uebersicht
oben angeschriebenen Zahlen standen; die Ausflußmengen bei denselben verhielten sich
wie die darunter geschriebenen Zahlen.
Breite:
100
92
81
68
54
40,5
27
13,5
6,8
4,0
2,7
1,35
Ausflußmenge:
100
91
79
65
51
38
25
12,1
6,3
3,8
2,7
1,40
In gleichem Gefaͤße sind bei gleicher Breite der Ausflußoͤffnung die
Ausfluscoefficienten ziemlich gleich, bei Drukhoͤhen von 0,05 M. und darunter
werden sie besonders bei mittleren Breiten sehr groß; sie nehmen ab, bis die Breite
der Ausflußoͤffnung etwa = 1/3 oder 1/4 der Gefaͤßweite wird, und
bleiben dann constant von dieser Breite bis zur absoluten Weite von 0,05 M. Darunter
wachsen sie mit absoluter Abnahme der Breite bedeutend. Es gibt aber nicht nur in
Bezug auf dieß Verhaͤltniß ein Minimum, sondern auch in Bezug auf die
Drukhoͤhe von 0,88 bis 0,1 M.; es muͤssen daher in einer
quadratfoͤrmig geordneten Uebersicht der Coefficienten nach Weite und
Drukhoͤhe da die geringsten Differenzen Statt finden, wo sich diese beiden
Richtungen der Minima durchschneiden.
Als allgemeines Resultat der Versuche laͤßt sich nun in Bezug auf Bestimmung
der wirklichen Ausflußmenge Folgendes anfuͤhren:
1) Ist die Breite der Oeffnung kleiner als 1/3 der Canalbreite und groͤßer als 0,05 M.,
so ist der Coefficient = 0,6 und die Formel Q = 1,77 L H √ H.
2) Fuͤr Ausflußoͤffnungen, welche mehr als 1/3 der Canalbreite zur
Weite haben, gelten folgende Coefficienten, welche aus den Versuchen mit beiden
Kaͤsten besonders hingeschrieben sind, um den geringen Einfluß der Breite zu
zeigen:
Verhaͤltniß
der
Breiten.
Coefficient bei
einer Canalbreite von
0,74 M.
0,36 M.
1,00
0,662
0,668
0,90
0,656
0,659
0,80
0,644
0,648
0,70
0,635
0,635
0,60
0,626
0,643
0,50
0,617
0,613
0,40
0,607
0,609
0,30
0,598
0,600
0,25
6,595
0,598
3) Betraͤgt die Weite der Oeffnung weniger als 1/4 der Canalbreite und ist sie
zugleich kleiner als 0,08 M., so hat jede Breite ihren besonderen Coefsicienlen, und
zwar ist derselbe
0,61
0,63
0,65
0,67
fuͤr die Breiten:
0,05
0,03
0,02
0,01
Meter.
4) Ist die Breite der Oeffnung der des Canales gleich, so ergeben Versuche mit dem
0,74 M. weiten Kasten bei einer uͤber dem Boden
um Meter
liegenden Oeffnung.
fuͤr Drukhoͤhen.
die Coefficienten
0,225
0,0307 – 0,0736
0,664 – 0,667
0,17
– – – –
0,661 – 0,663
bei dem anderen Kasten von 0,36
Weite
bis 0,4
0,0308 – 0,0807
0,667 – 0,670
also im Mittel 0,665. Hiernach ist die Formel fuͤr den
Fall, wo die Drukhoͤhe kleiner als der dritte Theil der Breite der Oeffnung
und des Grabens ist,
Q = 1,96 L H √H.
Untersucht man den Gang der Coefficienten, wenn man in die Formel eine Groͤße
mit einfuͤhrt, welche von der Geschwindigkeit des Wassers im Graben
abhaͤngt, so findet sich eine geringere Uebereinstimmung als vorher. (Aus den
Annales des Mines, T. IX. p. 221 bis 244, und T. XI. p. 323 – 341, im polyt. Centralbl. Nr. 52.)