- •1. Установившееся неравномерное плавноизменяющееся движение жидкостей в открытых руслах.(осн-ые понятия и опред-ия).
- •2. Основное диф. Ур-ие установившегося неравномерного режима (1-ый и 2-ой вид).
- •4. Четыре вспомагательных понятия: удельная энергия сечения, критическая глубина, нормальная глубина, критический уклон и критическое состояние потока.
- •5. Исследование форм свободной пов-ти потока. Интегрирование основного диф ур-ия.
- •6. Построение кривой свободной поверхности.
- •7. Гидравлический прижок. Основные сведения.
- •8. Основное уравнение гидравлического прыжка (вывод)
- •9. Формула сопряженных глнбин для прямоугольных русел. Потеря энергии в прыжке. Длина прыжка и послепрыжкового участка.
- •10. Отогнанный, надвинутый прыжки и прыжок в критическом состоянии.
- •11. Классификация водосливов.
- •12. Основная ф-ла расходов водосливов. Коэф расхода
- •13.Водослив с тонкой стенкой, типы струй, условия подтопления, учет бокового сжатия
- •14. Использование водосливов с тонкой стенкой для измерения расхода
- •16. Определение глубины на пороге водослива. Учет бокового сжатия.
- •17. Водослив практического профиля. Безвакуумные и вакуумные водосливы. Пропускная способность водосливов.
- •19.Определение глубины в сжатом сечении.
- •20. Общие понятия и терминология сопряжения бьефов при устройстве плотины.
- •21.Глубина в сжатом сечение и глубина ей сопряженная. Формы сопряжения бьефов.
- •22.Сопряжение свободной струи с потоком в нижнем бьефе. Дальность полёта струи.
- •24.Гидравлический расчёт водобойных колодцев, водобойных стенок.
- •25.Основные понятия, классификация сопрягающих сооружений.
- •26 Расчет одноступенчатого перепада
- •27. Многоступенчатые перепады, расчет многоступенчатых перепадов
- •28. Расчет быстротока по допустимой скорости.
- •29. Основные сведения о волнах. Классификация волн.
- •30. Классификация водоемов и прибрежных зон.
- •Определение высоты hв и длины волны λ .
- •33. Коэффициент фильтрации и методы его определения. Равномерное и неравномерное движение грунтовых вод.
- •34. Диф. Уравнение неравномерного движения грунтовых вод. Формы кривых депрессий.
- •35. Интегрирование ду для случая плоской задачи.
- •37. Галерея расположенная выше водупора.Висячая галерея.
- •41.Резкоизменяющееся движение грунтовой воды.Общие указания.
- •42.Основные дифуравнения установившегося движения грунтовой воды.
- •43.Напорная функция.Потенциал скорости.Линии равного потенциала.
- •44.Уравнение Лапласа.Линии тока.Функция тока.Гидродинамическая сетка.
- •45.Гидродинамическая сетка в случае гидротехнического сооружения.
- •46. Основы гидравлического моделирования. Общие указания.
- •47. Понятия о подобии гидравлических явлений.
- •48. Критерии динамического подобия (случай, когда на жидкость действует только сила тяжести).
- •49. Критерий динамического подобия (случай, когда на жидкость действуют только силы трения).
- •50. Основные указания о моделировании гидравлических явлений.
4. Четыре вспомагательных понятия: удельная энергия сечения, критическая глубина, нормальная глубина, критический уклон и критическое состояние потока.
Удельная энергия сечения Э- частное значение полной удельной энергии, подсчитанное в предположении, что плоскость сравнения проведена через самую нижнюю точку сечения русла.
(1) или
Для прямоугольного русла: , где b- ширина русла. Заменив расход Q через удельный получим
Проведем анализ ф-лы (1): Считаем, что при заданном Q, вода в данном сечении может протекать при различных h (в зависимости от i и m) т.е. значение Э будет разное Э=f (h). Из ур-ия (1) видно, что: а) при , получаем (т.к. при второе слагаемое правой части ур-ия стремится к бесконечности); б) при получаем Э так же стремящееся к бесконечности. Известно, что если непрерывная ф-ция при граничных знач-х независимых переменных оказ-ся = +, то в промежутке данная ф-ция имеет по крайней мере 1-н минимум.
Подробный анализ показывает, что Э=f(h) может быть представлена кривой.
Кривая Э явл-ся ф-ей от h имеет 2 асимптоты: ОМ направлена под углом 45; ОЭ-ось координат. Штриховкой показано изменение скоростного напора.
Критическая глубина-глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения. Если задано поперечное сечение русла, а также расход Q, то hк определится из ур-ия
Для прямоугольного сечения имеем
Откуда имеем . Из этого ур-ия определим hк, где h=hк
Для треугольного русла: Для трапецеидального русла. Здесь выражение для hк в явном виде получить не удается ( можно найти только путем подбора). Практически определяют по особому графику.
Круглоцилиндрические русла. Для этих русел величину hк можно найти, пользуясь спец-ым графиком.
Нормальная глубина-глубина, которая при заданном расходе установилась бы в русле, если бы в этом русле движение было равномерным. Нормальная глубина обозначается через h0.
Критический уклон- такой вооброжаемый уклон, который надо придать рассматриваемому цилиндрическому руслу, чтобы при заданном расходе Q и равномерном движении воды в русле, нормальная глубина h0 оказалась равной критической hк ( h0=hк)
Очевидно, а) если iк> i, то hк<h0; б) если iк< i, то hк> h0; в) если iк = i, то hк=h0.
Различают 3 состояния безнапорного потока:
- спокойное, если h>hк;
-бурное, если h<hк;
-критическое состояние потока, если h=hк. В случае критического состояния потока всегда должно быть равномерное движение, характеризуемое условием i=iк.
5. Исследование форм свободной пов-ти потока. Интегрирование основного диф ур-ия.
Русло с прямым уклоном (i>0). Рассматривая неравномерное движ-ие в русле с прямым уклоном различаем 3 случая: 1-ый, характеризуемый условиями h0>hк и i<iк , здесь получим три возможные формы свободной пов-ти: три кривые подпора;
2-й, характеризуемый условиями h0<hк и i>iк. Здесь также получим три возможные формы свободной пов-ти: три кривые подпора;
3-й, характеризуемый условиями h0=hк и i=iк, здесь получим только 2 возможные формы свободной пов-ти: кривые спада. Заметим, что кривая подпора- такая кривая свободной пов-ти, вдоль которой( по течению) глубины потока возрастают; кривая спада-кривая свободной пов-ти, вдоль которой глубины потока уменьшаются.
Русло с горизонтальным дном (i=0). В этом случае может быть одна из двух свободных пов-тей: кривая спада или кривая подпора.
Русло с обратным уклоном дна (i<0). Здесь, как и в случае i=0 , получаем только 2 свободные пов-ти: кривая спада и кривая подпора.
ДУ неравномерного движ-ия воды необходимо привести к виду удобному для интегрирования.
- для цилиндрического русла.
, , где - относительный модуль расхода.
Дальнейшее решение этого ур-ия было предложено учеными-исследователями Брессо, Чугаев, Бахметьев, Агроскин, Павловский, Рахманов и др. Рассматривая интегрирование ДУ Бахметьев предложил заменить величиной , , где -относительная глубина . , h-глубина в данном сечении, -глубина при равномерном движ-ии , x- гидравлический показатель русла, зависящий от параметров канала, т. е. глубины, ширины канала. Опр-ся по спец-ым ф-ам . Проинтегрировав это выр-ие на отрезке длины, получим ур-ие
, -ф-ция, зависящая от относит-ой глубины и определ-ся по спец-ым табл-ам и зависит от гидравлического показателя x; j- параметр кинематичности. ,