10.Водосливы.Понятия,типы.Основное расчетное уравнение.

Сооружение в преграде, через которое переливается вода, назы­вают водосливом.

Водосливы имеют следующие основные параметры:

-форма порога или профиль водослива - форма продольного (вдоль течения) сечения водослива;

-ширина отверстий водослива b - длина водосливного фронта (в направлении, перпендикулярном к направлению движения пе­реливающейся через водослив жидкости);

-ширина водослива по верху s - длина порога (по направлению течения);

-высота водослива со стороны верхнего бьефа р₁,

-высота водослива со стороны нижнего бьефа p;

-глубина воды в отводящем русле (в нижнем бьефе) в естествен­ных (бытовых) условиях h_b;

-геометрический перепад, т. е. разность уровней в верхнем и нижнем (при глубине А_б) бьефах z

-скорость подхода, т. е. скорость в верхнем бьефе v_о.

Типы водосливов:

-водослив с тонкой стенкой имеет ширину по верху (толщину водосливной стенки) s, которая не влияет на фор­му переливающейся струи. Водосливы с тонкой стенкой применяются в качестве мерных, служащих для определения расхода.

-водослив практического профиля а)

-водослив с широким порогом б)

а)

б)

Основные задачи расчета определение Q, H, b.Самая сложная задача это определение b.Решается с помощью приближений.

Q=σ_n*m*b *H_o основ.расчетн.ур-е водослива

σ_n –коэф-т подтопления

m-коэ-т расхода

H_o –напор с учетом скорости подхода.

11.Гидравлический прыжок.Понятие,виды.Определение параметров прыжка.

При переходе потока из бурного состояния в спокойное возникает ГП.

С овершенный гидравлический прыжок (см. рис. 21.3) наблюдается при отсутствии стеснения русла по вертикали (например, в виде уступа дна) при отношении глубин h"/h' >2. Для совершенного характерна высота a>h’

Несовершенный гидрав-ий прыжок (пры­жок-волна). Прыжок представлен рядом послед-ных постепенно затухающих волн. Высота этого прыжка а < h', т. е. h"/h' < 2.рис 21.4

Подпертый гидравлический прыжок (рис. 21.5), отличается от совер.тем что с низовой стороны он подпирается стенкой или выступом дна

При этом прыжок свободно развиться в длину не может. Длина подпер­того гидравл-го прыжка меньше, чем совершенного.

Затопленный гидравлический прыжок (рис. 21.6)

Такой прыжок образуется, на­пример, при несвободном истечении из-под затвора, когда ниж­ний бьеф не позволяет прыжку сместиться вдаль от сооружения по направлению течения и «подтапливает» гидравлический прыжок.

Расчет ГП:

Для русла правил.попереч.сечения сопряженные глубины находятся из уравнения ГП:

График прыжковый функции:

12.Виды сопряжения потоков в нб.

При движении через водослив или при истечении из-под затвора, можно выделить три режима сопряже­ния струи, поступающей в нижний бьеф, с потоком в нижнем бьефе:

донный, при котором транзитная часть потока (транзитная струя) устойчиво примыкает к дну и, следовательно, распределе­ние осредненных скоростей по вертикали такое, что наибольшие скорости располагаются в нижней части сечения (см. рис. 24.1);

поверхностный, при котором транзитная струя располагается на поверхности или вблизи нее. Наибольшие осредненные скорости при этом приближены к поверхности. Такой режим наблюдают, например, за сооружением с низовым вертикальным уступом (рис. 24.4);

смешанный поверхностно-донный, при котором транзитная струя вблизи сооружения находится на поверхности, а ниже по течению устойчиво примыкает к дну. Имеется несколько разновидностей смешанных режимов а -донный; б-поверхностный с незатопленной струей; в-поверхностный с затопленной стру­ей; г и д-поверхностно-донный.

Помимо сопряжения одной из форм гидравлического прыжка реализуются схемы в виде отброса струи.рис 24.6

Наиболее часто проектируют сопряжение бьефов с донным режимом

13.Гасители энергии в НБ.Назначение,виды.Задачи расчета. Наличие за плотиной больших скоростей приводит к разрушению сооружений. Во избежании этого проектируют гасители энергии,которые преобразовывают избыточной кинет.энергии в потенциальную.

К гасителям энергии относят водобойные стенки, колодцы.

Гасители существенно влияют на потери энергии

Рассмотрим расчет водоб.колодца.Нужно создать условия определ.глубины, при к-ой сопряженная глубина произойдет в форме надвинутого прыжка.

Глубину водоб.колодца рассчит.путем приближения.Глубины h’ и h’’ опред-ся с учетом неизвестной d.

Определ-ют Ф() по известным q,, Е₀, а затем h’’.

Е₀₁=Е₀+d_к. Расчет ведут до тех пор пока d_i+1d_i

РасчетВодоб.стенки заключается в определение высоты стенки и расстояния от сооружения до водоб.стенки.

Р_ст =h’’_c - H₁, где H – напор над гребнем водоб.стенки.

L_ст.=3h’’_c.

Водобойный стенки придерживаются условии затопляющая глубина больше второй сопряженной глубины. (h’>h’’) за стенкой.

Водобойны колодец увеличивает глубину в НБ за счет опускания дна на d.

Специальные гасители к ним относят шашки и пирсы, к-ые деформируют поток в НБ.Они не рассчитываются, размеры спец.гасителей определяют опытным путем.