Инженерная гидравлика
• Скорость воды в открытом русле
,
где J – гидравлический уклон (потеря полного напора на единицу длины потока).
• Скоростная характеристика (м/с)
,
где C – скоростной множитель (коэффициент Шези, м1/2/с), n – коэффициент шероховатости, y и z – показатели степени, зависящие от n и R.
• Расходная
характеристика (м3/с)
.
• Расход воды в открытом русле (м3/с)
.
• Для
равномерного движения в открытом русле
(когда глубина потока одинакова по длине
потока) пьезометрический уклон
и гидравлический уклон J
равны уклону дна канала:
.
Глубина потока h называется в этом случае нормальной глубиной .
• Для трапецеидального сечения площадь живого сечения
,
смоченный периметр
,
где b – ширина по дну, m = ctgθ – коэффициент заложения откосов.
• Расход и скорость через трубу круглого сечения диаметром D:
,
,
где A
– относительная расходная характеристика,
B
– относительная скоростная характеристика,
и
– расходная и скоростная характеристики
при наполнении доверху. Значения A
и B
определяются из графика “рыбка” по
степени наполнения Δ = h/r = 2h/D.
• Удельная энергия сечения – это удельная энергия относительно плоскости сравнения, проведенной через наиболее низкую точку сечения:
.
• Критическая глубина hcr – это глубина, при которой удельная энергия Θ сечения достигает минимального значения. Критическую глубину находят подбором из уравнения
,
где
,
– соответственно площадь сечения и
ширина потока поверху при
.
• Критическая глубина для русла прямоугольного сечения
,
где b – ширина русла по дну.
• Основное дифференциальное уравнение установившегося неравномерного движения жидкости в открытых руслах:
,
где
– уклон дна русла,
– уклон трения, т.е. потери энергии по
длине, отнесенные к единице длины
(частный случай гидравлического уклона
J).
• Показательный
закон: для двух произвольных значений
глубин
и
,
где x – гидравлический показатель русла.
• Потери удельной энергии в гидравлическом прыжке для русел прямоугольной формы
,
где
и
–
сопряженные глубины.
• Расход через прямоугольный водослив с тонкой стенкой
,
где
–
коэффициент затопления,
– коэффициент расхода, H
– напор.
• Скорость фильтрации
V = kJm,
где k – коэффициент фильтрации (м/с), J – гидравлический уклон (потеря напора на единицу длины фильтрационного потока), m – показатель степени, для ламинарной фильтрации m = 1, для турбулентной – m = 0,5…1.
• Расход на единицу ширины потока при нулевом уклоне водоупорного слоя (формула Дюпюи)
,
где
– расстояние между сечениями с глубинами
и
.
Литература
1. Константинов Ю.М. Гидравлика. – К.: Вища школа, 1981. – 358 с.
2. Константінов Ю.М., Гіжа О.О. Інженерна гідравліка. – К.: Слово, 2006. – 432 с.
3. Кузник И.А., Луконин Е.И., Пилипенко В.Я. Гидрология и гидрометрия. – Ленинград.: Гидрометеоиздат, 1974. – 280 с.
4. Константинов Н.М. Гидрология и гидрометрия. – М.: Высшая школа, 1980. – 199 с.
5. Железняков Г.В. Гидрология и гидрометрия. – М.: Высшая школа, 1981. – 264 с.
6. Карагодин В.А., Молоков М.В. Отвод поверхностных вод с городской территории. – М.: Стройиздат, 1974. – 215 с.
7. Отведение и очистка поверхностных сточных вод / В.С. Дикаревский, А.М. Курганов, А.П. Нечаев, М.И. Алексеев. – Ленинград: Стройиздат, 1990. – 224 с.
8. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 72 с.
9. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчёта канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. – М.: Стройиздат, 1974. – 156 с.
10. Гидравлический расчёт сетей водоотведения: Расчётные таблицы / Ю.М. Константинов, А.А. Василенко, А.А. Сапухин, Б.Ф. Батченко. – К.: Будівельник, 1987. – 120 с.
11. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. / Под ред. А.К. Перешивкина. – М.: Стройиздат, 1978. – 576 с.
12. Руководство по проектированию водоотвода и дренажа на летных полях аэродромов /
http://www.gosthelp.ru/text/RukovodstvoRukovodstvopop36.html.