- •А. М. Калякин
- •Открытые потоки
- •Саратов 2006
- •Введение
- •1. Вводная часть
- •1.1. Основные определения
- •Прямоугольное сечение Трапецеидальное сечение
- •1.2. Основные расчётные зависимости
- •2. Равномерное движение в открытых каналах
- •3.Задачи расчёта равномерного движения в открытых руслах
- •4. Удельная энергия потока и удельная энергия сечения
- •4.1. Удельная энергия потока
- •4.2. Удельная энергия сечения
- •4.3. Свойства функции (h) и её график
- •5. Критическая глубина. Критический уклон
- •5.1 Критическая глубина
- •5.2 Критический уклон
- •5.3 Параметр кинетичности и число Фруда.
- •6. Неравномерное движение в открытых руслах
- •6.1. Основные понятия
- •6.2 Основное дифференциальное уравнение установившегося неравномерного плавноизменяющегося движения жидкости в открытых руслах
- •6.2.1 Общий случай
- •6.2.2 Неравномерное движение в призматических руслах с прямым уклоном дна.
- •6.2.3 Неравномерное движение в призматических руслах с нулевым и обратным уклоном дна
- •6.3. Анализ кривых свободной поверхности
- •6.3.1 Общие положения
- •6.4 Построение кривых свободной поверхности в открытых руслах
- •6.4.1 Общие положения
- •6.4.2 Метод в.И. Чарномского
- •6.4.3 Метод непосредственного применения уравнения Бернулли
- •7. Гидравлический прыжок
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Основное уравнение гидравлического прыжка в призматическом русле
- •7.3. Свойства прыжковой функции и ее график
- •7.4. Определение сопряженных глубин в прямоугольном русле
- •7.5. Потери энергии в прыжке. Длина прыжка
- •8. Водосливы
- •8.1. Основные определения
- •8.2.Основные элементы водослива
- •8.3. Классификация водосливов
- •8.4.Основная формула расхода водослива
- •8.5. Водосливы с тонкой стенкой (с острым ребром)
- •8.6. Основные задачи гидравлического расчета водосливов
- •8.7.Водослив с широким порогом
- •8.8.Затопленный водослив с широким порогом
- •9. Число Фруда как отношение скоростей.
- •10. Волновые движения жидкости.
- •10.1 Основные понятия и определения.
- •10.2 Скорость распространения волн на поверхности потока.
- •10.3 Распространение волн на свободной поверхности потока жидкости.
- •11. Обтекание препятствий открытым потоком.
- •11.2 Волны при обтекании препятствий.
- •12. Движение наносов в открытых потоках.
- •12.1 Основные определения.
- •12.2 Задачи расчетов взвесенесущих потоков.
- •12.3 Движение наносов.
- •13. Распределение скоростей в открытых каналах при равномерном движении.
- •14. Гидравлический расчет открытых каналов замкнутого сечения.
- •Дополнительная часть д.1 Дифференциальное уравнение неравномерного движения в призматических руслах.
- •Д.2 Построение кривых свободной поверхности интегрированием уравнения неравномерного движения.
- •Д.3 о расчете водослива.
- •Д.4 Число Фруда. Д.4.1 Число Фруда как параметр подобия потоков.
- •Д.4.2 Число Фруда как безразмерный критерий.
- •Д.5 Спокойные и бурные потоки в каналах переменного сечения.
- •Обтекание потоками боковых стенок с изломами.
- •Пересечение и отражение линий возмущения.
- •Литература
Пересечение и отражение линий возмущения.
Как отмечалось раньше, линии возмущения бывают двух типов – повышения, при перепаде через которые глубина потока увеличивается, и понижения, соответствующие уменьшению глубины. Так как линии возмущения имеют волновую природу, взаимодействие их с твердыми границами и друг с другом соответствует закономерностям взаимодействия волн.
Ниже приводятся некоторые особенности взаимодействия линий возмущения.
При отражении линий возмущения от твердой стенки их тип сохраняется, т.е. линия повышения остается после отражения линий повышения, а линия понижения – линией понижения. Угол падения для линий возмущения равен углу отражения (углы падения и отражения волн возмущения конечной интенсивности не равны друг другу из-за отклонения линий тока при переходе через них).
При отражении от свободной границы, т.е. от границы растекающегося потока, линии возмущения меняют свой тип: линии повышения отражаются в виде линий понижения и наоборот.
При взаимном пересечении линии возмущения интерферируют: эффект интерференции зависит от интенсивности волн и от их типа.
Литература
Киселев П.Г. Гидравлика: Основы механики жидкости: учеб. пособие для вузов / П.Г. Киселев. М.: Энергия, 1980. – 360 с.
Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник для вузов / Д.В. Штеренлихт. М.: Наука, 1984. – 640 с.
Пашков Н.Н. Гидравлика. Основы гидрологии / Н.Н. Пашков, Ф.М. Долгачев. М.: Энергия, 1977. – 408 с.
Яблонский В.С. Краткий курс технической гидромеханики: учеб. пособие для вузов / В.С. Яблонский. М.: Гос. изд-во физ-мат. лит-ры, 1961. – 356 с.
Комов В.А. Гидравлика / В.А. Комов. М.-Л.: Гос. изд-во сельхоз. лит-ры, 1960. – 400 с.
Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений: Учебное пособие для вузов/ С.М. Слисский. 2-ое изд. М.: Энергоатомиздат, 1986. – 304 с.
Ле Меоте Б. Введение в гидравлику и теорию волн на воде/ Б. Ле Меоте. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. – 367 с.
Войткунский Я.И. Гидромеханика/ Я.И. Войткунский, Ю.И Фаддеев, К.К. Федяевский. М.: Судостроение, 1968. – 568 с.
Константинов Ю.М. Гидравлика/ Ю.М. Константинов. Киев.: Вища школа, 1981. – 360 с.
Дейли Дж. Механика жидкости/ Дж. Дейли, Д. Харлеман. М.: Энергия, 1971 – 480 с.
Чугаев Р.Р. Гидравлика/ Р.Р. Чугаев. Учебник для вузов. – 4-е изд. – Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд – ние, 1982. – 672 с.
Богомолов А.И. Гидравлика/ А.И. Богомолов, К.А. Михайлов. Учебник для вузов. 2-е изд. М.: Стройиздат, 1972. – 648 с.
Константинов Н.М. Гидравлика, гидрология, гидрометрия. Учебник для вузов: в 2 ч./ Н.М. Константинов, Н.А. Петров, Л.И. Высоцкий. Ч.ІІ. – М.: Высшая школа., 1987. – 431 с.