- •Заметим, что для вертикально расположенных насадков при определении расчетного напора необходимо учитывать их длину. Так, для случая на рис. 5.1 имеем
- •Таблица 6.1
- •Исходные данные к задачам гл. 6
- •Окончание табл. 6.1
- •Таблица 7.1
- •Исходные данные к задачам гл. 7
- •Скорость
- •Другие
- •Таблица 8.1
- •Исходные данные к задачам гл. 8
- •Окончание табл. 8.1
- •Таблица 9.1
- •Исходные данные к задачам гл. 9
- •1. Гидростатика
- •1.1. Вводные сведения. Свойства и параметры состояния жидкости
- •1.1.1 Гидромеханика как наука
- •1.1.2 Свойства и параметры состояния жидкости
- •1.2 Основные законы и уравнения статики
- •1.2.1 Силы, действующие в жидкости
- •1.2.2 Гидростатическое давление
- •1.2.3 Дифференциальные уравнения покоя жидкости
- •1.2.4 Интегрирование уравнения Эйлера
- •1.2.5. Основное уравнение гидростатики
- •1.2.7 Пьезометрическая высота
- •1.2.8 Сила гидростатического давления
- •1.2.9. Закон Архимеда
- •2. Динамика идеальных и реальных жидкостей
- •2.1. Кинематика потенциальных и вихревых потоков
- •2.1.1. Гидромеханика упругой невязкой жидкости
- •2.1.2. Струйная модель жидкости
- •1.2.3. Виды движения жидкости
- •1.2.4. Гидравлические элементы потока
- •1.2.5. Уравнение неразрывности и постоянства расхода жидкости
- •2.2. Основные законы и уравнения динамики жидкости
- •2.2.1. Уравнение движения Эйлера
- •2.2.2. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости
- •2.2.3. Геометрический и физический (энергетический) смысл уравнения Бернулли
- •2.2.4. Уравнение Бернулли для целого потока вязкой жидкости
- •2.3. Моделирование гидравлических процессов. Элементы теории размерностей
- •2.3.1. Основные понятия о подобии гидравлических явлений
- •2.3.2. Критерии динамического подобия
- •2.3.3. Пи – теорема
- •2.4. Взаимодействие тел с потоком жидкости
- •2.4.1. Гидравлическое уравнение количества движения
- •2.4.2. Сила действия движущейся жидкости на твердые тела
- •2.4.3. Гидравлическая крупность
- •3. Движение напорных потоков вязкой жидкости
- •3.1. Режимы движения жидкости
- •3.1.2. Основные закономерности при ламинарном движении жидкости
- •3.2. Гидравлические сопротивления
- •3.2.1. Гидравлические сопротивления по длине
- •3.2.2. Местные гидравлические сопротивления
- •3.3. Гидравлический расчет трубопроводных систем
- •3.3.1. Расчет длинных простых трубопроводов
- •3.3.2. Расчет коротких трубопроводов
- •3.3.3. Расчет сложного трубопровода
- •4. Безнапорные и свободные потоки жидкости
- •4.1. Равномерное движение в открытых руслах
- •4.2. Неравномерное безнапорное установившееся движение воды в каналах
- •5. Основы теории фильтрации
- •5.1. Закон Дарси
- •5.1.1. Основные понятия и определения
- •5.1.2. Коэффициент фильтрации
- •5.2. Равномерное движение грунтовой воды
- •5.3. Напорное движение фильтрационного потока
- •5.4. Безнапорные фильтрационные потоки
- •Список литературы
- •Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли для целого потока реальной жидкости – диаграмма Бернулли.
- •Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли
- •Энергетическая интерпретация уравнения Бернулли
- •Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости
- •График Никурадзе
- •-Типы потоков жидкости
- •-Гидравлические характеристики потока жидкости
- •Уравнение гидравлического прыжка в руслах прямоугольного сечения. Потери энергии в прыжке
- •Классификация водосливов
- •Основная формула расхода через водослив
- •Истечение через водослив с тонкой стенкой
- •Возможные схемы и режимы сопряжения бьефов
- •Донный режим сопряжения
- •Состав грунта
- •Пористость грунтов
- •Скорость фильтрации. Основной закон ламинарной фильтрации (формула Дарси)
- •ФОРМУЛА ДЮПЮИ
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 17.1 Рис. 17.2
-длину ребра водослива, через которое переливается вода, называют шириной водослива и обозначают b;
-наибольшее превышение горизонта воды перед водосливом над его порогом называется напором и обозначается Н (он измеряется на расстоянии не меньше (2-3) Н от стенки
водослива вверх по течению);
- часть водного потока перед водосливом называют верхним бьефом, за водосливом - нижним бьефом.
Кроме того, будем применять обозначения:
V0 – скорость подхода;
∆ – разность уровней в верхнем и нижнем бьефах;
p1 – высота порога водослива над дном со стороны верхнего бьефа;
p – высота порога водослива над дном со стороны нижнего бьефа;
Q – расход воды через водослив;
hb – глубина воды в нижнем бьефе (бытовая глубина);
δ – ширина порога водослива.
Классификация водосливов
Общая классификация водосливов определяется следующими признаками:
1.формой профиля стенки водослива;
2.сопряжением потока на водосливе с нижним бьефом;
3.наличием или отсутствием бакового сжатия;
4.расположением порога водослива в плане;
5.формой выреза в стенке водослива.
По профилю стенки водосливы различаются:
а) водосливы с тонкой стенкой (рис. 17.2), когда вода переливается через тонкую (острую) поперечную преграду с острым ребром (порогом);
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 17.3 Рис. 17.4
б) водосливы практического профиля, рис. 17.3, когда вода переливается через толстую стенку, у которой очертание низовой грани совпадает с контуром падающей струи;
в) водосливы c широким порогом, рис. 17.4, когда стенка, перегораживающая поток, имеет такую ширину, при которой на пороге наблюдается приблизительно параллельно – струйное течение. Опыты показывают, что такое движение наступает в том случае, если ширина порога в 2-3 раза превышает величину напора, т.е. δ > (2-3) Н.
По типу сопряжения потока с нижним бьефом водосливы бывают:
а) незатопленные, у которых уровень нижнего бьефа не влияет на расход водослива, при этом у незатопленных водосливов с тонкой стенкой и практического профиля уровень нижнего бьефа расположен ниже порога водослива, т.е hb < p;
б) затопленные, у которых уровень нижнего бьефа оказывает влияние на расход, проходящий через водослив.
Классификация водосливов по вышеприведенным двум основным признакам имеет первостепенное значение. Остальные пункты классификации здесь не рассматриваются.
Основная формула расхода через водослив
Для вывода рассмотрим незатопленный водослив с тонкой стенкой (рис. 17.5). Для определения расхода через такой водослив все отверстие водослива шириной b и высотой Н разделим на ряд элементарных горизонтальных полос ∆z (рис.17.5, а). Рассмотрим одно такое элементарное отверстие в виде полосы, которая находится на глубине z, и определим для него элементарный расход Q по формуле для истечения через отверстие.
.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Весь расход через отверстие водослива определим как сумму расходов через все элементарные отверстия
.
Заменив сумму интегралом и взяв его в пределах от z = 0 до z = Н, получим
.
Обозначая m =2/3µ и называя m коэффициентом расхода при истечении через водослив, окончательно получаем
. (17.1)
Зависимость (17.1) называется основной формулой расхода чеРис. 17.5
рез водослив. В этой зависимости коэффициент m обычно определяется опытным путем и зависит от ряда факторов: типа водослива, величины напора, скорости подхода и т.д.
Истечение через водослив с тонкой стенкой
Незатопленный водослив. В случае незатопленного водослива уровень воды в нижнем бьефе лежит ниже порога водослива, т.е. hb < p (рис. 17.5). Струя, переливающаяся через водослив, называется свободной, если в пространство между струей и стенкой водослива свободно проникает воздух и давление под струей равно атмосферному. Расчетная формула расхода через такой водослив имеет вид
,
где m0 – коэффициент расхода - для данного случая определяется по эмпирической формуле
. (17.2)
Ошибка в определении расхода через водослив с тонкой стенкой без бокового сжатия по приведенной формуле не превышает 1% и поэтому такой водослив является точным
прибором
для
измерения
расхода воды в
о
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 17.6
ткрытых водотоках и в лабораторных условиях.
Рис. 17.7
Затопленный водослив. В случае затопленного водослива уровень воды непосредственно за стенкой находится выше порога водослива, т.е. hb < p (рис. 17.6).