Лекции.Орг


Поиск:




Возможные схемы и режимы сопряжения бьефов

При движении через водослив (рис. 24.1) или при истечении из-под затвора (рис. 24.2), в том числе расположенного над гребнем водослива (рис. 24.3), можно выделить три режима сопряжения поступающей в нижний бьеф струи с потоком в нижнем бьефе:

1) донный режим, при котором транзитная часть потока (транзитная струя) устойчиво примыкает к дну и, следовательно, распределение осредненных скоростей по вертикали такое, что наибольшие скорости располагаются вблизи дна (рис. 24.1);

2) поверхностный режим, при котором транзитная струя располагается на поверхности или вблизи нее.

Рис.24.1 Рис.24.2

Рис.24.3 Рис.24.4

Наибольшие осредненные скорости при этом приближены к поверхности. Такой режим наблюдается, например, за сооружением с низовым вертикальным уступом (рис. 24.4);

3) смешанный поверхностно-донный режим, при котором транзитная струя вблизи сооружения находится на поверхности, а ниже по течению устойчиво примыкает к дну. Имеется несколько разновидностей смешанных режимов (рис. 24.5).

Помимо сопряжения одной из форм гидравлического прыжка реализуются схемы в виде отброса струи (рис. 24.6, а) или ее свободного падения (рис. 24.6, б) и в виде соударяющихся в воздухе (рис. 24.7) или в воде струй. В практике встречаются и другие схемы сопряжения.

Рис. 24.5

Наиболее часто применяется сопряжение бьефов с донным режимом.

Рис. 24.6

Рис. 24.7

Донный режим сопряжения

Рассмотрим этот режим на примере криволинейного водослива практического профиля. Глубина в отводящем русле в бытовых условиях при известном расходе известна.

Будем считать, что на участке сопряжения русло в нижнем бьефе достаточно широкое, чтобы движение можно было считать плоским. Уклон дна отводящего русла задан. Условимся, что >0, тогда глубина равномерного движения в нижнем бьефе при бытовых условиях и будет глубиной . Если уклон отводящего русла , то движение в нижнем бьефе неравномерное.

Непосредственно за водосливом в сжатом сечении с глубиной перелившийся поток находится в бурном состоянии, т. е. , . За водосливом при этом возможны два основных случая:

1) в бытовых условиях при уклоне дна отводящего русла поток (рис. 24 8) находится в бурном состоянии ();

2) в бытовых условиях при уклоне дна отводящего русла поток (рис. 24.9) находится в спокойном состоянии ().

Рис.24.8

Рис.24.9

В первом случае, поскольку поток в сечении с-с (при глубине ) и в отводящем русле находится в бурном состоянии, сопряжение будет происходить в виде плавной кривой подпора типа , если (рис. 24.8,а), или кривой спада типа , если (рис. 24.8,б). При равенстве глубин ниже сжатого сечения движение будет равномерным.

Во втором случае в бытовых условиях поток находится в спокойном состоянии (рис. 24.9), а непосредственно за водосливом - в бурном. В таком случае сопряжение потока, находящегося в сжатом сечении в бурном состоянии, со спокойным потоком происходит в форме гидравлического прыжка.

Вид гидравлического прыжка определяется значением параметра кинетичности потока . Так как до расчета значения глубины не известно, то пока не известно и значение . Поэтому при определении вида гидравлического прыжка удобнее рассматривать параметр кинетичности потока в нижнем бьефе: при 0,375 - совершенный гидравлический прыжок, а при >0,375 - волнистый гидравлический прыжок.

Предварительно определяем глубину для конкретного вида прыжка.

Местоположение гидравлического прыжка зависит от соотношения второй сопряженной (с ) глубины и глубины потока в нижнем бьефе в бытовых условиях .

Если глубина в нижнем бьефе и глубина равны, то гидравлический прыжок начинается в сжатом сечении (рис. 24.9,а). Тогда удельная энергия потока в сжатом сечении превышает удельную энергию потока в отводящем русле точно на потери удельной энергии в гидравлическом прыжке , т.е. .

Если глубина окажется больше, чем глубина в нижнем бьефе , то гидравлический прыжок будет отогнанным (рис. 24.9, б) и начнется в том сечении, где глубина равна , являющейся первой сопряженной глубиной для глубины . Отгон гидравлического прыжка происходит потому, что удельная энергия потока в сжатом сечении в данных условиях оказывается больше, чем , не только на потери удельной энергии в прыжке , но и на некоторую часть удельной энергии , т.е. . Часть удельной энергии потока затрачивается на преодоление сопротивлений по длине движения потока в бурном состоянии в пределах кривой подпора от сжатого сечения до сечения 1-1 (с глубиной ), т.е. на длине отгона гидравлического прыжка . Чем больше значение , тем больше длина кривой подпора на участке отгона гидравлического прыжка. Разность удельной энергии в сечении с глубиной и удельной энергии в отводящем русле в сечении 2-2 () равняется потерям удельной энергии в гидравлическом прыжке . Длина отгона гидравлического прыжка - длина кривой подпора (при ) типа (при ) или типа (при ) определяется по одному из известных способов.

Если , то гидравлический прыжок будет надвинутым (рис. 24.9, в). При этом отношение называется степенью затопления прыжка. При сопряжении в форме надвинутого (затопленного) гидравлического прыжка водослив может быть подтоплен.

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Водосливы, их классификация, расчет характеристик. | Тема 7. Движение грунтовых вод.
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 375 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Даже страх смягчается привычкой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

974 - | 840 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.