- •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.
- •7. Гидравлический прыжок. Основные сведения.
- •8. Основное уравнение гидравлического прыжка (вывод)
- •9. Прыжковая функция. Формула сопряженных глубин для прямоугольных русел. Длина прыжка.
- •10. Особые виды гидравлич прыжка. Формы свободной поверхности потока при резком изменении уклона дна.
- •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.
- •17. Водослив практического профиля. Безвакуумные и вакуумные водосливы. Пропускная способность водосливов.
- •20.Общие понятия и терминология сопряжения бьефов при устройстве плотины.
- •21.Определение глубины в сжатом сечении за плотиной.
- •22.Сопряжение свободной струи с потоком в нижнем бьефе.
- •24.Аналитический расчет водобойных колодцев
- •25.Перепады. Общие указания. Определение дальности полета струи.
- •26 Расчет одноступенчатого перепада
- •19. Расчет длины водобойного колодца
- •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.
- •33. Коэффициент фильтрации и методы его определения. Равномерное и неравномерное движение грунтовых вод.
- •34. Диф. Уравнение неравномерного движения грунтовых вод..
- •35.Формы своб. Пов-ти (Кривые депрессии). Интегрирование диф ур-я для случая плоской задачи
- •36.Приток воды к галерее расположенной на водоупоре.
- •38. Приток грунтовой воды к круглым одиночным колодцам.
- •11.Продолжение Основная ф-ла расходов водосливов.
- •39. Фильтрация воды через земляную плотину.
- •40. Фильтрационный расчёт однородной земляной плотины на непроницаемом основании.
- •41.Резкоизменяющееся движение грунтовой воды.Общие указания.
- •11. Классификация водосливов.
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: , гдеb- 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. привторое слагаемое правой части ур-ия стремится к бесконечности); б) приполучаем 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 имеемОткуда имеем. Из этого ур-ия определимhк, где h=hк
Для треугольного русла: Для трапецеидального русла. Здесь выражение дляhк 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; рис
2-й, характеризуемый условиями h0<hк и i>iк, Здесь также получим три возможные формы свободной пов-ти: три кривые подпора; рис
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. рис
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.
6. Интегр диф. ур-я неравномер. движ. воды когда i>0 по способу Бахметьева
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 показателяx; j- параметр кинематичности. ,