Движение жидкости в открытых руслах - Реферат

С точки зрения гидравлики безнапорные потоки можно разделить на установившиеся потоки с равномерным движением жидкости и неустановившиеся потоки, часто называемые быстротоками.Русла подразделяют по параметрам, определяющим изменение площади живого сечения по длине потока, на непризматические и призматические (и цилиндрические). Поэтому площадь живого сечения потока является функцией длины русла и функцией глубины потока вдоль русла. В призматических руслах форма и размеры элементов поперечного профиля по длине сохраняются неизменными. Площадь живого сечения потока может изменяться только в связи с изменением глубины потока. Открытые русла в зависимости от продольного уклона дна делятся на русла с положительным (прямым) геометрическим уклоном i >0, когда дно русла понижается в направлении движения потока; горизонтальные русла при i = 0 и русла с отрицательным (обратным) уклоном дна i <0, когда дно русла повышается в направлении движения жидкости.Равномерное движение жидкости характеризуется прямыми параллельными линиями токов (траекториями), а также постоянством местной осредненной во времени скорости вдоль каждой линии тока. На свободной поверхности безнапорных потоков устанавливается постоянное, как правило, атмосферное давление. Поэтому пьезометрический уклон Ір для таких потоков соответствует уклону свободной поверхности Ic, т. е. Ранее было установлено, что для равномерных потоков пьезометрический уклон равняется гидравлическому, т. е.Уравнение Бернулли для двух проведенных вертикально сечений (1-1 и 2-2) открытого потока при равномерном движении (рис. 7.2) будет выглядеть следующим образом: (значения параметров записаны для центров живых сечений потока) ?1 = ?2 = ?;Из формулы (*) следует, что при равных условиях ? = const, i = const расход в сечении будет возрастать при увеличении гидравлического радиуса, т. е. канал будет пропускать тем больший расход, чем будет меньше смоченный периметр ?. Гидравлически наивыгоднейшим сечением канала является сечение, способное при заданной площади обеспечить максимальную пропускную способность. Как известно из геометрии, наименьшим периметром (из всех возможных) обладает круг, и гидравлически наивыгоднейшим сечением для открытых каналов было бы сечение, имеющее форму полукруга. Следовательно, далее по выгодности идут различные сечения в форме половин правильных многоугольников, например половина шестиугольника, т. е. равнобочная трапеция с углом наклона боковых сторон ? = 60°. Величина гидравлического радиуса для всех этих сечений равняется половине наибольшей глубины наполнения.При проектировании каналов допускаемые скорости течения, так же как и при проектировании напорных трубопроводов, имеют большое экономическое значение, так как выбор скорости течения определяет размеры канала. При малых скоростях сечение канала получается большим, что, увеличивая объем земляных работ, удорожает строительство. Это уменьшает объем земляных работ, однако при этом требуется более прочное покрытие стенок канала, что требует дополнительных затрат. В качестве допускаемых принимаются скорости, неразмывающие грунт или одежды (укрепления откосов и дна) каналов. Студеничникова, полученная по данным лабораторных и натурных исследований в широком диапазоне крупностей частиц несвязного грунта где h - глубина.

Содержание

Введение

1. Классификация безнапорных потоков

2. Условия равномерного движения в открытом русле

3. Основное уравнение безнапорного равномерного движения

4. Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала

5. Расчетные скорости воды в канале

Список использованной литературы

Движение жидкости в канале называется безнапорным движением. Особенностью его является наличие свободной поверхности с одинаковым давлением по всей ее длине.

С точки зрения гидравлики безнапорные потоки можно разделить на установившиеся потоки с равномерным движением жидкости и неустановившиеся потоки, часто называемые быстротоками.

Характер и скорости движения жидкости, уклон и форма свободной поверхности, глубина потока зависят от формы сечения русла, его размеров и уклона дна. Уклоны дна таких потоков обычно невелики, поэтому живые сечения в открытых руслах условно принимаются вертикальными и глубина потока измеряется по вертикали.

1. Г. В. Железняков. Гидравлика и гидрология. М.: “Транспорт”, 1989.

2. Справочник по гидравлике. Под редакцией В.А. Большакова. Киев: «Вища школа», 1977.

3. Т.М. Башта. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. М.: «Машгиз»,1963.

4. Т.М. Башта. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. М.: «Машиностроение», 1970.

5. Р.Р. Чугаев. Гидравлика. Изд.3., М.- Л.: «Энергия», 1975 г.

6. Д.В. Штеренлихт. Гидравлика. М.: «Энергоатомиздат», 1984 г.