Равномерное движение, его признаки. Распределение осредненных и пульсационных скоростей в безнапорных (открытых) потоках. Влияние формы живого сечения на коэффициенты Шези. Допускаемые скорости движения воды в каналах. Характеристика живого сечения.
Аннотация к работе
Равномерное движение жидкости в открытых руслах (каналах) При равномерном движении в открытом русле давление на свободной поверхности по длине не изменяется. Следовательно, пьезометрический уклон свободной поверхности при равномерном движении равен гидравлическому уклону , который в свою очередь равен уклону дна , т. е. Равномерное движение характеризуется такими признаками: 1) расход постоянен;Поэтому заданную площадь живого сечения данной формы можно получить, используя сколь угодно много различных сочетаний этих величин. Гидравлически наивыгоднейшим сечением (профилем) канала называется такое, в котором при заданной площади живого селения пропускная способность канала будет наибольшей, при этом имеется в виду, что коэффициент шероховатости и уклон дна заданы и неизменны. Но чаще гидравлически наивыгоднейший профиль канала определяют как профиль, в котором при данных и заданный расход проходит при минимальной площади живого сечения . Укажем, что коэффициенты (или ) в рассматриваемых условиях зависят от вида растений, соотношения высоты растений и глубины, от отношения части площади живого сечения, занятой растительностью, ко всей площади живого сечения, от гибкости растений, от количества растений на единице площади дна и откосов, от числа Re, подсчитанного по диаметру стеблей, от критериев, характеризующих поток в канале, и от ряда других факторов. , (16.4) где - средняя по сечению допускаемая неразмывающая скорость потока, м/с; - допускаемая неразмывающая донная скорость потока на высоте выступов шероховатости , м/с; - плотность материала частиц грунта и воды, кг/м3; - средний (средневзвешенный) диаметр частиц грунта, м; - усталостная прочность на разрыв несвязного грунта, Па, этим параметром учитывается появление ощутимых сил сцепления при мелкозернистости грунта (при <0,25 мм); - коэффициент условий работы, учитывающий (для каналов, прокладываемых в несвязных грунтах) влияние наносов в коллоидном состоянии на размывающую способность потока; при содержании в воде глинистых частиц менее 0,1 кг/м3 коэффициент =1, при наличии в воде этих частиц 0,1 кг/м3 и более ; - коэффициент перегрузки, учитывающий изменение размывающей способности потока под влиянием пульсационного характера скоростей и другие случаи вероятного превышения нагрузок на частицы грунта над расчетными значениями; - коэффициент, характеризующий вероятность отклонения сил сцепления от среднего значения, его можно принять равным = 0,5.движение жидкость поток сечение отражает все факторы, от которых зависит геометрия трапеции. Приравняв нулю, находим и . Введем относительную ширину трапеции по дну и запишем Остальные безразмерные элементы канала получаются на основе преобразований, показанных в § 16.6. Круговое сечение определяется радиусом , для определения живого сечения требуется еще значение глубины .