| 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.)