12 Водосливы с тонкой стенкой . Условия его работы. Область их применения . Вывод формулы расхода.(стр 78,80)

При переливе через гребень водослива струя может иметь разную форму. Если в под струйное пространство имеется свободный доступ воздуха, благодаря чему давление под струей равно атмосферному, то в этом случая струю, обладающую значительной устойчивостью, называют свободной. Если воздух не может свободно поступать в под струйное пространство , он постепенно выносится, увлекаемый струей . В результате давление под струей понижается и под действием разности давлений с внешней стороны и с внутренне стороны струи струя несколько отжимается к водосливной стенке. Такую струю называют отжатой . Из за образования вакуума под отжатой струей уровень воды под ней повышается и при некоторых условия под струйное пространство заполняется водой – подтопленная. При очень малых расходах струя истыкает по низовой грани водослива и приливает к стенке- прилипшая .

Водосливы с тонкой стенкой довольно часто используются в качестве элементов водопропускных сооружений( плоские затворы, шандоры) и измерительных устройствах в гидравлических лабораториях

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: .

13 Формы свободной поверхности потока на водосливе с широким порогом . Условия подтопления *Короткий* и * Длинный* водослив.(стр89)

Входное ребро водосливов с широким порогом чаще делают скошенным или закруглённым для уменьшения местных сопротивлений .Поскольку на гребне водослива с широким порогом имеется участок с плавноизменяющимся движением, для получения зависимости пропускаемого через отверстия водослива расхода от напора H и глубины на пороге h может быть использовано уравнение Бернулли. Форма свободной поверхности на гребне неподтопленных водосливов с широким порогом, как установлено, определяются величиной δ/H.

Первая группа: при 2<δ/H<3-4 в этом случая средний участок с плавноизменяющимся движением весьма короткий, в конце образуется сжатое сечение глубина в котором меньше критической

Вторая группа: при 3-4<δ/H<7-9 здесь от сжатого сечения устанавливается кривая подпора. В этом случая в сжатом сечении запас энергии оказывается достаточным для преодоления сопротивления на среднем участке потока в бурном состоянии. Далее под силой тяжести на выходном участке образуется водопад

Третья группа: при 7-9<δ/H<11-12 в этом случае энергия потока в сечении недостаточна для того, что бы поток в бурном состоянии преодолел сопротивления на среднем участке. Поэтому поток переходит их бурного состояние в спокойное через прыжок-волну

Четвертая группа: при δ/H> 11-12 сечение затапливается и на среднем участке гребня водослива устанавливается кривая спада

Для подтопления первых 3 групп недостаточно. Для подтопления необходимо затопить сжатое сечение на гребне, а это произойдет при глубине нижнего бьефа равном: . Для подтопления водослива четвертой группы критерия достаточно.