33)Местные потери напора. Явление отрыва транзитной струи. Общий характер местных потерь напора.

При обтекании турбул. потоком какой-либо преграды происходит отрыв транзитной струи от стенок русла. При этом получается область, заполненная множеством водоворотов.

На отдельных участках русла, где имеются повороты, местные расширения и сужения возникают местные потери напора, обусловленные работой сил трения. На эти силы трения в узлах резкоизменяющегося движения, свойственных местным сопротивлениям, распределяется в потоке весьма неравномерно, такие места в общ. случае характеризуются:

а) местные искривления линий тока и живых сечений; б) уменьшение или увеличение жив. сечений вдоль тока; в) возникновение местных отрывов транзитной струи от стенок русла, а следовательно появление водоворотных областей.

В пределах такого рода узлов наблюдаем:

1) деформацию эпюр осреднённых скоростей; 2) повышение пульсации скоростей и давления.

52) Ограничение скоростей воды при расчёте каналов. Мероприятия по увеличению или уменьшению скоростей.

Средняя скорость V движения воды в проектируемом канале должна лежать в пределах Vmin<=V<=Vmax, где Vmax-максимальная допустимая ср. скорость при равномерном движении воды; эту скорость называют также максимальной неразмывающей скоростью; при V >Vmax русло канала будет размываться водой; Vmin мини­мальная допустимая ср. ско­рость при равномерном движении воды; эту скорость называют также минимальной незаиляющей скоростью; считают, что при V<Vmin русло канала будет заиливаться отлагающимися в нем наносами, которые несет поток. Мероприятия по увеличению скоростей:покрытие откосов и дна канала креплением в виде каменной мостовой,бетонной облицовки. Мероприятия по уменьшению скорости:1) изменение формы поперечного сечения канала,чтобы уменьшить гидравл.радиус R,2) создание искусственной шероховатости,3) уменьшение уклона i,при этом по длине канала устраивают перепады.

49) Гидравлические элементы живого сечения потока в канале

1°. Симметричное трапецеидальное поперечное сечение

Здесь b— ширина канала по дну; Н — глубина наполнения канала; ве­личина т — коэффициент откоса:m=ctgψ. Ширина потока поверху B=b+2mh,живое сечениеw=(b+mh)*h,смоченый периметр χ=b+2h ;R=w/χ;относительная ширина канала подну β=b/h

2.Прямоугольное поперечное сеч-е:

B=b,m=ctg90=0;w=bh;χ=b+2h

3.треугольное сеч-е:b=0;B=2mh;w=mh² ;χ=2h

Коэф.Шези:ф-ла Гангилье-Куттера C= где n-коэф. Шероховатости.

Ф-ла маннинга C= R^1/6 ;

Ф-ла Павловского :C= R^y где y=(R,n)

Полуэмпирическая ф-ла Бахметева: +17,72lgR

53) Особенности гидравлического расчёта канала замкнутого сечения. Расчёт канализационных труб.

Примерами каналов, имеющих замкнутый профиль ,могут являться:канализационные трубы,дренажные трубы,гидротехнические туннели.Эти водотоки работают как безнапорные.Степень наполнения а=h/D ,где D-полная высота трубы,h-глубина её наполнения.Особенности замкнутых профилей:Возьмём замкнутый профиль:i=0,h(0;D).

Ф-цииV=f1(h);Q=f2(h) в случае замкн. Профилей им. Максимум,чего нет у открытых русел.,глубина h1,отвечающая Vмакс,лежит в пределах (0,80:0,85)D,глубина h2при кот. мы получаем Qмакс,лежит в пределах(0,93:0,95)D.Расход Q находится в пределах:Qп<Q<Qмакс.

Расчёт канализационных труб:Коэф шероховатости принимается n=0.012:0.014.

Задачи:1)даны тип попереч.сеч-я и его размеры,а так же а и i ,требуется найти Q;

2)даны тип профиля и его размеры,а также а и Q,требуетс найти i и т. д.

Реш-е:1)обозначим через Кп и Wп модули расхода и скорости,отвеча.щие полному заполнению трубы,когда h=D и а=1.Составляем таблицу значений величин Кп и Wп в зависимости от D: Кп=f1(D) и Wп=f2(D).

2)Введём обозначения К/Кп=М и W/Wп=N,M не зав. от формы поперечного профиля трубы и от степени заполонения а. М=f1(а) и N=f2(a).Для расчёта труб имеем ф-лы:V=W ;Q=K . Для заданногоD по приведенной таб. Находим Кп и Wп, для заданного а по графику находим M,N.,по ф-лам находим V,Q.