17. Водослив практического профиля. Безвакуумные и вакуумные водосливы. Пропускная способность водосливов.

Водосливы практического профиля бывают: 1. Вакуумные водосливы, характеризуемые тем, что на поверхности гребня водосливной стенки под струей образуется вакуум.

2. Безвакуумные водосливы нормального очертания, когда положительное давление под струей близко к атмосферному.

3.Без вакуумные водосливы с уширенным гребнем, когда положительное давление над гребнем под струей значительно отличается от атмосферного.

Основная расчет ф-ла водослива практического профиля. С водосливными стенками практического профиля часто приходится сталкиваться при строительстве плотин. Рассмотрим следующую схему:

Расход для одного пролета водосливной плотины с водосливом практического профиля расход определяется по след. ф-ле: Q=mσεb(2g)^1/2 (H₀)^3/2, где σ-коэффициент подтопления при неподтопленном водосливе σ=1, ε-коэффициент бокового сжатия, определяется по ф-ле ε=b_c/b b_c-сжатая ширина потока, b-ширина потока, m-коэффициент расхода. Коэффициент расхода практического профиля определяется в зависимости от группы, к которой относится водослив.

Различают 5 групп водосливов: 1. Со стенкой прямоугольного поперечного сечения 2.Со стенкой трапецеидального очертания

3.Со стенкой треугольного сечения

4. Со стенкой трапецеидального очертания

5. С водосливной стенкой нормального очертания Кригера-Офицерова

18.Истечение из-под щита. Свободное и затопленное истечение.

При истечении из-под щита возможны три типа сопряжения: 1. С помощью отогнанного прыжка. 2. С затопленным прыжком. 3. С прыжком в сжатом сечении

1. Если h_c^”>h_н прыжок отогнан

2. Если h_c^”<h_н прыжок затоплен

3. Если h_c^”=h_н в сжатом сечении

Сжатая глубина h_c в сечении C-C при истечении из-под щита определяется по ф-ле: h_c=aε, a-высота открытия щита, ε-коэффициент вертикального сжатия струи, ε=0,62-0,64 при острых кромках затвора.

При отогнанном прыжке расход можно определить записав ур-ие Бернулли для сечений В-В и С-С. В рез-те чего получим ур-ие q=Q/b=φ_ch_н(2g(E₀-h_c))^1/2, φ_c-коэффициент скорости ϕ_c=0,95. При высоте открытия щита a=(0,4-0,45)E, тогда E₀=E. В отношении ф-лы расхода необходимо указать след. истечение из отверстия проис. не в атмосферу, а в канал. Давление в нижней точке будет равно γh_c поэтому в ф-ле не заглубление ц.т. под ур-нь, а величина z₀. В случае затопленного прыжка расход определяется по ф-ле Q=μ₀ω(2gz₀)^1/2, μ₀-коэффициент расхода отверстия (μ₀=0,65-0,7 с боковым сжатием, μ₀=0,8-0,85-при плавном подходе).

19.Определение глубины в сжатом сечении.

Т.к. сливная грань плотины имеет большой уклон к тому же криволинейна, то ур-ние неравномерного дв-ия здесь применить нельзя. Глубину h_c определяют из ур-ия Бернулли для сеч. 1-1 и С-С от-но пл-ти сравнения О-О. Потери напора на всем участке определяют по ф-ле

h_f=ζ v_c­²/2g, v_c­- скорость в сжатом сечении. Соединив ур-ем Бернулли эти сечения получим

E+ v₀­²/2g=h_c+ v_c­²/2g+ h_f, E₀=h_c+ v_c­²/2g +h_f. Выразив отсюда v_c получим v_c=(2g(E₀-h_c))^1/2/(1+ ζ)^1/2. Введем обозначение 1/(1+ ζ)^1/2=φ_c φ_c-коэффициент скорости. Для сечения С-С можно записать еще одно ур-ие {v_c=Q/ω_с, v_c=φ_c(2g(E₀-h_c))^1/2.

Сис-ма ур-ий позволяет определить h_c для любой плотины с затвором и без него любого поперечного сечения. Для прямоугольного русла ω_с= bh_c, q=Q/b. Подставляя эти величины в ур-ия скорости получим: Q=v_cω_c=bh_cφ_c(2g(E₀-h_c))^1/2 , q=h_cφ_c(2g(E₀-h_c))^1/2, E₀=h_c+q²/2gφ_c²h_c². Эти ур-ия решаются подбором. Причем в отношении h_c ур-ие кубическое имеет три корня: 1. Отрицат. 2.Удовлетворяющим условиям 0<h_c<h_k. 3. Характеризуемый условиями h_c>h_k

Действительным является корень удовлетворяющий условию 0<h_c<h_k. Для определения h_c существуют спец. графики. Для определения h_с, φ_с рекомендуется принимать φ_с=0,85-0,95-когда платина с затвором, φ_с=0,9-0,98-плотина без затвора, φ_с-0,8-0,9-плотина не плавного очертания.