- •Учение о гидросфере
- •Тема 1. Водяной пар в атмосфере
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Примеры решений
- •1.3. Задание
- •Тема 2. Поверхностные воды
- •2.1. Основные понятия
- •2.2. Пример расчета характеристик стока
- •2.3. Задание
- •Тема 3. Морфологические и физико-географические характеристики бассейна реки
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Задание
- •3.3. Пример выполнения задания
- •Тема 4. Расчет стока взвешенных и донных наносов
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Сток взвешенных наносов
- •4.2.1. Пример решения
- •4.2.2. Задание
- •4.3. Сток влекомых (донных) наносов
- •Тема 5. Расчет процесса заиления водохранилищ
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Пример
- •Тема 6. Подземные воды
- •6.1. Основные определения
- •6.2. Методические указания к построению карт гидроизогипс
- •6.3. Пример решения задачи по построению карты гидроизогипс
- •6.4. Задание
- •Тема 7. Динамика подземных вод
- •7.1. Основные определения
- •7.2 Движение грунтовой воды при наклонных водоупорах
- •7.3. Движение воды в междуречном массиве пород
- •7.4. Определение притока безнапорной грунтовой воды в совершенную скважину
- •7.5. Определение притока напорной грунтовой воды в совершенную скважину
- •7.6. Определение притока грунтовой воды к совершенной канаве
- •Тема 8. Взаимосвязь поверхностных и подземных вод
- •8.1. Методика анализа карт гидроизогипс
- •Тема 9. Гидрологические процессы и явления
- •Тема 10. Химический состав воды
- •10.1. Основные понятия
- •10.2. Обработка химических анализов воды
- •10.3. Выражение химического состава воды в виде формул
- •10.4. Оценка качества воды для питьевого
- •10.5. Задание
- •Тема 11. Теплофизические параметры воды
- •11.1. Общие определения и понятия
- •11.2. Расчет изменения запаса тепла в непроточном водоеме
- •11.3. Расчет температуры воды в непроточном водоеме
- •11.4. Расчет продолжительности охлаждения водоема
- •11.5. Расчет поступления тепла за счет механической энергии движения воды
- •11.6. Расчет толщины льда
- •11.7. Расчет тепла, расходуемого на таяние ледяного покрова
- •11.8 Расчет притока и стока тепла на участке реки без притоков
- •Список литературы
- •Краткие сведения о реках и их водосборах
- •Физические свойства воды
- •Содержание
- •Тема 1. Водяной пар в атмосфере 3
- •1.1. Основные понятия 3
- •2.1. Основные понятия 6
- •10.1. Основные понятия 47
- •11.1. Основные понятия 58
- •Новицкий
- •Учение о гидросфере
11.4. Расчет продолжительности охлаждения водоема
Определить продолжительность охлаждения водоема до различных температур в соответствии с данными из таблицы 11.4.
Таблица11.4 11.3
???Теплофизические параметры водоема
№ вари-анта |
S, Вт/м2 |
Tн, начальная температура, ºС |
h, глу-бина, м |
Плотность воды, кг/м3 |
Тк, конечная температура, ºС |
1 |
115 |
20 |
1 |
1000 |
2 |
2 |
106 |
19 |
2 |
1000 |
3 |
3 |
97 |
18 |
3 |
1000 |
4 |
4 |
87 |
17 |
4 |
1000 |
5 |
5 |
188 |
16 |
5 |
1000 |
6 |
6 |
180 |
18 |
6 |
1000 |
7 |
7 |
172 |
19 |
7 |
1000 |
2 |
8 |
164 |
18 |
8 |
1000 |
3 |
9 |
162 |
17 |
9 |
1000 |
4 |
10 |
152 |
16 |
10 |
1000 |
5 |
11 |
143 |
18 |
12 |
1000 |
6 |
Пример решения
Исходные данные:
Среднее значение теплового потока на водную поверхность за период охлаждения водоема S = –120 Вт/м2.
Средняя температура воды в начале периода Tн = 6,3ºС, в конце периода – Тк = 0,2ºС.
Средняя глубина водоема h = 2 м.
Требуется определить продолжительность периода охлаждения водоема до температуры 0,2ºС.
Расчетная продолжительность периода охлаждения водоема равна:
τ = Срh(Тк – Tн)/S = 4190∙1000∙2(0,2 – 6,3)/(–120) == 425983 с = 4,9 суток
11.5. Расчет поступления тепла за счет механической энергии движения воды
Исходные данные.
Средние для потока значения величин:
Скорость течения V = 1,7 м/с.
Глубина h = 3,5 м.
Уклон i = 0,0007.
Ширина В = 25 м.
Длина потока L = 300 м.
Требуется оценить количество тепла, образовавшегося в потоке за сутки за счет механической энергии движения воды.
Пример решения
Используем формулу определения тепла в потоке за счет механической энергии:
Sэ.д. = ρ∙Q∙i∙V∙h∙В
где ρ – плотность воды кг/м3,
Q – расход воды,
V – скорость течения м/с,
i – уклон потока,
h – глубина потока,
В – ширина потока.
Определим приток тепла в секунду на 1 м2 зеркала воды:
Sэ.д. = 9,81∙1000∙1,7∙3,5∙0,0007 = 40,9 Вт/м2.
За сутки приход тепла в расчете на 1 м2 поверхности потока равен:
Д = 40,9∙86400 = 3534 кДж/м2.
Для всей площади зеркала воды потока, равной
F = 300∙25 = 7500 м2,
количество тепла, образовавшегося за счет механической энергии движения воды за сутки:
Q = 7500∙3534 = 26,5 106 кДж.
Таблица 11.4
№ вари-анта |
Глубина, h, м |
Уклон, i |
Ширина, В, м |
Длина потока, L, м |
Скорость течения, V, м/с |
Расход воды, Q, м3/с |
1 |
3,5 |
0,0007 |
25 |
300 |
1,7 |
|
2 |
2,0 |
0,0008 |
20 |
400 |
1,5 |
|
3 |
2,5 |
0,0009 |
15 |
500 |
1,8 |
|
4 |
3,2 |
0,0006 |
18 |
600 |
1,7 |
|
5 |
3,6 |
0,0009 |
20 |
700 |
1,22 |
|
6 |
2,5 |
0,0011 |
30 |
800 |
0,9 |
|
7 |
2,7 |
0,0012 |
34 |
900 |
07 |
|
8 |
1,8 |
0,0010 |
32 |
1000 |
1,1 |
|