10. Распределение осредненных скоростей и турбулентности в прыжке и на послепрыжковом участке.

РИСУНОК(стр.8, Константинов)

Особенности перехода потока из бурного состояния в спокойное наиболее ярко проявляются в совершенном гидравлическом прыжке. h”> h’ – резкое увеличение живого сечения за прыжком, скорость падает, часть кинетической энергии переходит в потенциальную. Скорость верхних струек транзитного потока резко падает. Область максимальных скоростей U – перемещается ко дну – в прыжке происходит резкая перестройка поля скоростей, повышается амплитуда турбулентных импульсов. На послепрыжковом участке распределение скоростей постепенно возвращается к обычному для открытых потоков. Максимум скоростей перемещается к свободной поверхности, а минимальные скорости устанавливаются в придонной области. По мере уменьшения интенсивности перестроения скоростного поля на послепрыжковом участке снижается и уровень турбулентности.

11. Классификация водосливов. Область их применения.

Водослив – преграда потока в виде стенки, через который осуществляется перелив жидкости (водопропускное сооружение).

Классифицируются:

1.по форме и относительной толщине стенки, определяющий характер перелива потока:

- водосливы с тонкой стенкой – струя отрывается от гребня, толщина не оказывает влияния на форму струи. δ/Н<0,67.

- водосливы с широким порогом – на среднем участке гребня движение становится плавноизменяющимся, на участках входа и участках слева поток является резкоизменяющимся. δ/Н>2-3. Многие дорожные водопропускные сооружения работают по схеме истечения через водослив с широким порогом. В области гидротехнического строительства к водосливам с широким порогом относят водосливы с 2-3<δ/Н<8.

- водосливы практического профиля - промежуточное положение 0.67<δ/Н<2-3.

2.по характеру сопряжения с нижним бьефом:

-неподтопленные – параметр потока в нижнем бьефе не оказывает влияния на пропускную способность водослива.

- подтопленные – шероховатость и пропускная способность изменяются с изменением уровня воды в нижнем бьефе.

3.по очертанию стенки в плане (прямоугольные: нормальные, косые, боковые, ломаные; криволинейные; кольцевые).

12. Водослив с тонкой стенкой. Условия его работы. Область применения. Вывод формулы расхода.

При переливе через гребень водосливе струя может иметь разную форму. Свободная струя – в подструйное пространство есть доступ воздуха, давление равно атмосферному, устойчива. Отжатая струя – воздух не поступает, он постепенно выносится, увлекаемый струей. Давление понижается, струя отжимается к водосливной стенке. Пульсация расхода. Подтопленная – под отжатой образуется вакуум, все подструйное пространство заполняется водой. Прилипшая - струя стекает по низовой грани водослива и способна удерживаться в таком состоянии под действием сил давления и поверхностного натяжения.

РИСУНОК (стр.80, Константинов)

Расход Q, зависит от ширины водослива b, напора Н над гребнем, скорости подхода V₀, ускорения свободного падения g. , М – коэффициент пропорциональности, - напор с учетом скорости подхода. С помощью анализа размерностей: , решая систему уравнений получаем х=0,5, у=1,5, после преобразований получим: . m – коэффициент расходы водослива, зависит от типа стенки, относительной высоты порога Р/Н. Так как V₀ мало, принимаем =0 и Н₀=Н. подтопление и боковое сжатие водослива учитываем коэффициентом подтопления σ_п и бокового сжатия σ_сж. При подтоплении: , где

При боковом сжатии: .