Истечение из-под затвора, установленного на гребне водослива практического профиля

Классификация водосливов. Фор-ла расхода водослива

Водослив – это сооружение в преграде через которое происходит перелив воды, а движение потока – истечением через водослив. Пространство воды перед водосливом называется верхним бьефом (ВБ), а после водослива – нижним бьефом (НБ).

Верхняя часть водослива, через которую происходит перелив воды называется гребнем или порогом водослива.

Превышение уровня воды в ВБ над отметкой порога называется напором водослива.

Расход зависит от напора, ширины водосливного фронта, от скорости потока, от конструкции водослива, от ускорения свободного падения.

Классификация водосливов практ. профиля

В зависимости от ширины порога (S) водосливы делят на:

1. Водосливы с тонкой стенкой или с тонким ребром. Это такие водосливы у которых ширина порога не влияет на переливающуюся струю и H

РИС.1

2. Водосливы практического профиля. Для них , где S – ширина порога водослива. Бывают прямолинейные водосливы (рис.1) и криволинейные водосливы (рис.2)

РИС.2

3. Водосливы с широким порогом (в лит-ре может встречаться вместо 10 от 8 до 12)

Применим теорию анализа размерности для вывода формулы:

; ,

С – коэф. Пропорциональн. Которые учитывает гидравл. Сопративления на водосливе

Является очевидным, что величина расхода прямопропорционально зависит от ширины водосливного фронта

х=1

– коэф. расхода водослива

- ур-ние расхода водослива

– полная фор-ла расхода водослива

Где - коэф. бокового сжатия потока на водосливе

- коэф. подтопления – это коэф., который учитывает влияние уровня воды в НБ на истечение потока через водослив

 

 

Истечение из-под затвора, установленного на гребне водослива практического профиля

=

– фор-ла для расчета расхода, вытекаемого из-под затвора устан. на гребне восл. практ. профиля. Эта фор-ла справедлива не только для верт., но и для криволинейных затворов. Коэф-т расхода принимаем в зависимости от условий подхода потока к затвору, формы затвора и инструкции затвора.

1. Несвободное подтопленное истечение из-под затворов (определение при известных q и а)

 

Формула получается аналогичной как и в свободном истечении

- фор-ла расхода при несвободном истечении, где – глубина за затвором.

При расчете затворов могут встречаться 3 основные задачи:

1.

2.

3.

Для определения глубины надо получить ур-ние затопленного гидр. Прыжка, который образуется непосредственно за затвором. Для его вывода применяем закон об изменении кол-ва движения согласно которому приращение кол-ва движения = сумме проекций всех сил, действующих на выделенный отсек жидкости между сечениями 2-2 и 3-3.

G=0; G – проекция вектора отсека жидкости; ; ;

– приращение кол-ва движения

– сумма проекций всех сил

– урав-ние затопленного ГП

Решаем 1-у задачу

;

 

 

2. Несвободное подтопленное истечение из-под затворов (определение q при известных )

 

 

Формула получается аналогичной как и в свободном истечении

- фор-ла расхода при несвободном истечении, где – глубина за затвором.

Для определения глубины надо получить ур-ние затопленного гидр. Прыжка, который образуется непосредственно за затвором. Для его вывода применяем закон об изменении кол-ва движения согласно которому приращение кол-ва движения = сумме проекций всех сил, действующих на выделенный отсек жидкости между сечениями 2-2 и 3-3.

G=0; G – проекция вектора отсека жидкости; ; ;

– приращение кол-ва движения

– сумма проекций всех сил

– урав-ние затопленного ГП (1)

При расчете затворов могут встречаться 3 основные задачи:

1.

2.

3.

Решаем 2-у задачу

, тогда

, решаем это ур-ние находим

 

3. Несвободное подтопленное истечение из-под затворов (определение при известных и )

При расчете затворов могут встречаться 3 основные задачи:

1.

2.

3.

Решаем 3-у задачу

Пользуемся ур-нием (1)

; ;

 

- решается подбором

– опред. высоту открытия затвора

Истечение из-под затвора, когда за ним не образуется ГП называется несвободным затопленным истечением. Исходя из опред. криткрий несвоб. Затопленного истечения:

– истечение несвободное затопленное