waterstroomverschijnsel



  • Hoi,

    ik ben Jaap Tromp en ik zit dit jaar in 6v. Voor mijn PWS wil ik onderzoek doen naar een verschijnsel in waterstromen waar ik de preciese naam nog niet van weet. ik heb het vorig jaar op de open dag gezien bij een demonstratie van een stroomgoot.

    in het begin van de goot werd snel stromend water geleid. de eerste meter (ongeveer) stroomde het water snel en laag(ondiep), daarna traag, hoger (dieper) en met meer turbulentie. de overgang zag er uit als een golf die tegen de stroom in gericht staat. De afstand waarin het water snel stroomt werd kleiner wanneer de weerstand van de bodem werd vergroot mbv zand of kiezels
    het verschijnsel is onder andere ook zichtbaar in de gootsteen als je kraan laat stromen. ik heb het als kind leren kennen op het strand bij het doorbreken van een dijkje. icon_wink.gif
    wie kan me helpen?

    bedankt alvast!

    ik was van plan om een onderzoek naar dit verschijnsel te doen. Een onderzoeksvraag moet ik nog opstellen, maar het leek me handig om te beginnen met de naam dit verschijnsel en of het uberhaupt bij iemand een belletje doet rinkelen. dus ik zou het al geweldig vinden als je me daaraan zou kunnen helpen.

    daarna wil ik gaan kijken wat ik precies ga onderzoeken, hoe ik dat ga doen en waar ik dat ga doen.



  • beste Jaap,

    nadat ik je vraag heb gelezen denk ik dat je een watersprong bedoelt.

    http://nl.wikipedia.org/wiki/Watersprong

    Op de bovenstaande link staat ook precies het voorbeeld met de kraan. Dit is een erg interessant verschijnsel om onderzoek naar te doen. Is dit wat je bedoelt en heb je al een idee wat je ermee gaat doen?

    als wij je kunnen helpen, horen wij dit graag.

    met vriendelijke groet,
    Joost Willems



  • Top!! dit is precies wat ik bedoel! heel erg bedankt!

    ik ga nu even overleggen met mijn begeleider/leraar en zelf kijken wat de mogelijkheden zijn.

    Hulp is van harte welkom! hebben jullie suggesties voor een onderzoeksvraag/richting? het is de bedoeling dat ik aan de hand van metingen een conclusie trek. deze conclusie kan een verband tussen grootheden zijn of kan een verschijnsel verklaren.

    denk aan: hoe is de plaats van een watersprong afhankelijk van de stroomsnelheid/weerstand van de stroomgoot, of: aan welke voorwaarden moeten er worden voldaan om een watersprong te krijgen?

    vriendelijke groet,

    Jaap Tromp



  • Mijn begeleider vind het zeker een goed onderwerp. Al denkt hij dat hydraulica een vrij moeilijk onderdeel van de natuurkunde, maar ik denk dat dat alleen maar positief is als het lukt een goed onderzoek te doen.

    verder wordt gewoonlijk het materiaal voor het onderzoek (door leerlingen) op school gemaakt. Een goede stroomgoot zelf maken gaat echter wel erg moeilijk worden. het ligt dan ook meer voor de hand om te kijken naar mogelijkheden om een waterlab met een stroomgoot te bezoeken. (TU Delft?).

    wat betreft de theorie achter de watersprong heb ik inmiddels de formules die beschreven werden op wikipedia bekeken en er waren verschillende informerende filmpjes op youtube. ik begrijp deze formules maar kan er nog niet het verschijnsel mee verklaren...



  • beste Jaap,

    als je begeleider het goed vindt om met dit onderwerp aan de slag te gaan, kan ik jullie zeker helpen.

    Hebben jullie al enig idee hoe een watersprong ontstaat en hoe dat in z'n werk gaat?

    ik hoor graag wat jullie begeleider zegt. Ik zal in de tussentijd wel even nadenken over eventuele onderzoeksvragen.

    met vriendelijke groet,
    Joost



  • De enige informatie die ik heb, heb ik van wikipedia.

    ik heb begrepen dat een watersprong de plaats is waar het Froudegetal van de waterstroom overgaat van Fr>1 (def. van superkritische stroming), naar Fr<1 (subkritische stroming).
    hierbij is het Froudegetal uitgedrukt als: Fr= v/√g*R.
    valversnelling g blijft gelijk dus hydraulische straal R en/of stroomsnelheid v veranderen dus.

    tot zover snap ik het.

    wat ik niet snap is hoe het nou komt dat de watersprong ontstaat. waarom veranderd de v en/of R door een watersprong. of is de watersprong een gevolg van een verandering van v en/of R?

    verder zegt de eerder genoemde formule niets over de plaats van de watersprong. indirect misschien wel want ik kan me voorstellen dat de stroomsnelheid afneemt naarmate de de stroom langer is.
    een onderzoeksvraag kan dus zijn: hoe is plaats van de waterstroom afhankelijk van de stroomsnelheid/hydraulische straal.

    ik ben benieuwd wat je hiervan vind en of je me verder kunt helpen met de theorie.
    mocht je liever overgaan tot PM contact dan vind ik dat prima.
    mijn mailadres is: japtromp@gmail[dot]com

    vriendelijke groeten



  • beste Jaap,

    ten eerste kan ik kijken of jullie hier onderzoek kunnen doen. Echter moet ik dan wel eerst precies weten wat je wilt gaan onderzoeken en dan kan ik gaan vragen of het kan. Nu kan ik dat dus nog niet zeggen. Als je kort kan vertellen wat je precies wilt onderzoeken, dan kan ik alvast voor jou navragen of het mogelijk is.

    Daarnaast kan ik jou ook zeker helpen met de theorie. Je zegt dat je zelf al heel wat formules hebt. Zou je deze aan mij kunnen geven, dan kan ik kijken of je daarmee wel of niet het verschijnsel kan verklaren, of dat er nog iets extra's nodig is. Mocht het bestand in een attachment zijn en niet te kopiëren naar dit forum, kan je mij een personal message (PM) sturen, dan geef ik je mijn emailadres.

    graag hoor ik weer van je.

    met vriendelijke groet,
    Joost



  • beste Jaap,

    excuses voor de late reactie. Liever blijf ik gewoon op het forum posten. Alleen het sturen van bestanden, dat gaat wat minder makkelijk via het forum. Dat kan gemakkelijker met de mail.

    Je moet bedenken, dat water altijd van hoog naar laag stroomt. Dus als het water rechts van punt A 1 meter hoog is en links van A 0.5 meter. Dan zou het water van rechts naar links gaan stromen. Er ontstaat een lopende golf van rechts naar links. De snelheid van deze golf is gelijk aan sqrt (gd). In geval van een gelijkblijvende doorstromende oppervlakte.

    Als je nu ziet dat er een stroming van links naar rechts loopt en je beschouwt een reservoir van 2 meter lengte, dan zal er in een stationaire toestand evenveel water instromen als uitstromen. Als de Dit kan alleen als er een sprong ontstaat van het waterpeil. De locatie waar deze precies komt te staan is lastig te bepalen, maar een goede vraag.

    Als voorbeeld kan je een stroomgoot kiezen met een bepaalde hoogte aan de uitstroomzijde en een kritische instroom met een bepaalde snelheid en hoogte.

    Ik hoop dat je er iets mee kan en ik vind jouw deelvraag over waar de watersprong ontstaat erg goed.

    laat maar horen.

    met vriendelijke groet,
    Joost



  • beste Jaap,

    als je de mogelijkheid hebt om in de buurt van de TU Delft te komen kan ik je aanraden om eens naar de bibliotheek te gaan en het dictaat van het vak vloeistofmechanica eens te bekijken. Hierin staan stromingswetten beschreven. De basis hiervan zijn:

    de wet van behoud van energie en de wet van behoud van impuls. Hier staat het behoorlijk duidelijk uitgelegd hoe het werkt en hoe je kan bepalen waar de watersprong optreed. Ik heb zelf mijn dictaat nu even uitgeleend.

    Ik zal er ook wel even achteraan gaan dat ik het dictaat te pakken krijg. Je hoort nog van me.

    met vriendelijke groet,
    Joost

    beste Jaap,

    maandag middag ben ik op de faculteit van civiele techniek. Ik sta dan bij de stand van Waterbouw in de centrale hal. Mocht je er zijn, kan je ons altijd aanspreken. Als ik er zelf even niet ben, weten andere wel waar ik ben.

    ik zie je anders maandag wel even.

    Om nog terug te komen op je vraag dat er altijd een verhoging is aan de andere kant. Dit is wel nodig ja in een stroomgoot. Je hebt namelijk een verandering van de situatie nodig. Je moet bedenken dat het water wat een bepaalde ruimte ingaat, er ook weer uit gaat. Zo niet, dan zal het waterpeil omhoog gaan. Dit zal dan ook gebeuren, maar als er het water vervolgens met hetzelfde debiet eruit stroomt als dat het binnen komt, heb je een stationaire toestand. Deze zal dus zijn met een watersprong indien het water met een superkritische stroming binnenkomt en met een subkritische stroming eruit gaat. Dat is zeg maar de reden dat er altijd een verhoging is.

    Er moet dus een verandering van de situatie zijn. In een rivier kan dit zijn dat er een verschil is in het verhang, waardoor er een watersprong kan ontstaan.

    Misschien zie ik je maandag wel even en anders zal ik je op het forum hier nog wel spreken.

    met vriendelijke groet,
    Joost



  • ik ga er mee aan de slag. Ik ben alleen vanaf donderdag in amerika. Ik zal het voor die tijd dus doen. Wel ben ik vanaf vanavond weg t/m dinsdag, dus waarsch wordt het woensdag!

    mvg,
    Joost

    beste Jaap,

    het is druk geweest vandaag. Dus het is mij even niet gelukt om een dictaat vloeistofmechanica in de hand te krijgen. Ik heb het aan een collega van mij gevraagd of hij het kan sturen. Ik hoor van hem of het gelukt is.

    Daarnaast heb ik even geinformeerd of het mogelijk is om een stroomgoot op civiel te gebruiken. Wat zou je willen meten. Alleen de waterhoogtes of ook andere dingen? Als jij daar over nadenkt, dan kan ik dat weer doorgeven om te kijken wat er allemaal mogelijk is.

    ik ben dus vanaf morgen weg, maar via het forum en de mail zeker bereikbaar.

    groetjes,
    Joost

    beste Jaap,

    nu ben ik weer terug in Nederland. Ik kan het weer oppakken. Zal ik jou nog die dingen sturen, of heb je ondertussen het een en ander gevonden?

    graag hoor ik het.

    groetjes, Joost



  • Hallo Joost,

    is het al gelukt om nog wat informatie te vinden over de watersprong? Ik ben heel benieuwd. ik hoop namelijk nu snel mijn onderzoek concreet te maken met concrete onderzoeksvragen, zodat ik kan gaan bedenken wat ik precies wil meten.

    wat betreft het meten: heb je al gevraagd of het mogelijk is dat ik onderzoek kan komen doen op de TU? dat zou geweldig zijn!

    vriendelijke groet,

    Jaap



  • oke ik denk dat ik dat nog kan volgen.
    is het voor het ontstaan van een watersprong noodzakelijk dat er aan het eind van de stroomgoot (uitstroomzijde) een verhoging is waar het water overheen moet stromen? dit zie je meestal op de youtube filmpjes. of zou bijvoorbeeld een verhoogde weerstand (door bijv. kiezels of zand) ook een watersprong kunnen veroorzaken?
    de invloed van de weerstand dat het water ondervind zou namelijk ook ruimte voor een onderzoek(-svraag) bieden.

    verder ben ik van plan om naar de open dag(en) op vrijdag en/of maandag te komen. ik vroeg me af of jij, of iemand anders die hier meer van afweet, op een van deze dagen aanwezig is.



  • Ik heb in de tussentijd niet verder gezocht dus ik zou heel blij zijn met de info die je voor me hebt.

    alvast bedankt!

    En ik ben inmiddels ook heel benieuwd of ik welkom ben bij de TU Delft om mijn experimenten te doen.

    Ik zou dat heel graag willen, maar het is belangrijk dat ik dat binnenkort weet. Dan kan mijn onderzoek eindelijk van de grond komen.

    ik hoop dat het lukt!

    groeten,

    Jaap



  • beste Jaap,

    hier heb ik op het moment een mooi document voor je klaar staan over de watersprong. Ik heb even nagevraagd aan een studentenassistent. Je kan niet veel meer meten dat wat waterhoogtes. Dus de metingen zouden sowieso niet heel spectaculair zijn. Zou je mij in een pm nog een keer je email kunnen geven. Ik kon hem niet meer vinden.

    Ik zal aan de beheerder van het laboratorium moeten vragen of het uiteindelijk mag. Maar ik weet niet of je dat wilt? Als je dat wilt, zal ik het wel even navragen.

    hoor het wel.

    met vriendelijke groet,
    Joost


Aanmelden om te reageren
 

Het lijkt erop dat je verbinding naar Forum verloren is gegaan, wacht even terwijl we de verbinding proberen te herstellen.