Основные определения
Если открытый поток преградить какой-либо стенкой, то уровень воды перед стенкой повысится, и вода начнет через нее переливаться. Если в гребне стенки сделать специальный вырез, то вода будет переливаться через порог этого выреза. Стенка, через которую переливается вода, называется водосливной стенкой.
Водосливом называется то безнапорное отверстие (вырез, сделанный в стенке), через которое протекает вода (рис. 1.1). Или по-другому, водосливом называется преграда на пути потока, через которую переливается вода.
Рис. 1.1
ВБ – верхний бьеф – участок потока перед водосливом;
НБ – нижний бьеф – участок потока за водосливом;
гребень водослива – верхняя кромка водосливного порога;
H – статический напор на гребне (пороге водослива) – превышение уровня воды над гребнем водослива на расстоянии (3…5) H от порога (до заметного начала кривой спада);
Pв.б., Pн.б. – высота порога водослива (соответственно, со стороны ВБ и НБ);
hв.б., hн.б. - глубина потока в ВБ и НБ;
z = Pн.б. + H – hн.б. – перепад;
B – ширина потока (по урезу воды) перед водосливом (в ВБ);
b – ширина отверстия водослива (длина гребня водослива);
vo – скорость подхода (на удалении (3…5) H от порога); приближенно
где Q – расход воды через водослив. Если vo < 0,5 м/c, принимают vo = 0.
Ho – полный напор на водосливе:
(при vo < 0,5 м/c Ho @ H).
Классификация водосливов
1. По типу порога водослива:
а) водосливы с тонкой стенкой (рис. 1.1,а). Струя не прилипает к оголовку.
|
S £ (0,1 … 0,5). H.
в) водосливы с широким порогом
- с острой передней кромкой
2 H £ S £ 10 H;
- с закругленной передней кромкой
2,5 H £ S £ 15 H
г) водослив практического профиля (рис. 1.1,б).
Если струя прижимается к сливной грани водослива (давление во всех точках больше атмосферного) – водослив безвакуумного профиля.
2. По типу сопряжения струи с потоком в нижнем бьефе:
а) незатопленные (неподтопленные) водосливы, уровень воды в нижнем бьефе не влияет на расход воды через водослив (рис. 1 – 1);
б) затопленные (подтопленные) водосливы (рис. 1 – 5, 1- 9); hп = H – z – высота подтопления (глубина подтопления) водослива (у незатопленных водосливов H £ z, hп = 0);
3. В зависимости от соотношения ширины отверстия водослива b и ширины потока B:
а) водосливы без бокового сжатия - b = B (рис. 1.2,а);
б) водосливы с боковым сжатием – b < B; bc – ширина струи в сжатом сечении (1.2,б).
Рис. 1.2
4. По геометрической форме водосливного отверстия (рис. 1.3):
Рис. 1.3
а) прямоугольные; б) треугольные; в) трапецеидальные; г) круговые; д) параболические и т.д.
5. В зависимости от расположения водослива в плане (рис. 1.4):
Рис. 1.4
а) прямые или лобовые; б) косые; в) боковые.
Формулы для определения расхода через водослив
