A konkrét szakasz az energia, a kritikus mélység, kritikus lejtőn - studopediya
Egyszerűsítése érdekében a vita nem egyenletes egyenletes mozgás B vonal Bahmetev ő bevezette a külön szakasz energiát. Fajlagos energia keresztmetszet szemben az összes fajlagos energia az áramlás. amely úgy definiálható, viszonyítva a kiválasztott tetszőleges összehasonlítás síkban kerül kiszámításra, ha az összehasonlítás síkban átszívott a legalacsonyabb pontja a csatorna alján.
Ábra. 8.4 vázlatos hosszirányú és keresztirányú keresztmetszete a csatorna egyenetlen mozgást.
Ábra. 8.4. A következtetés az, külön részt a csatorna energia
A teljes fajlagos energia szerint Bernoulli-egyenlet a kiválasztott nappali rész 1-1 a vonatkoztatási síkra 0-0
ahol - a távolság a sík képest a súlypont az élő rész csatorna; - Nyomás a súlypont a szakasz.
Amikor a helyét a súlypont a nyomás a mélység
A teljes fajlagos energia
Összehasonlításképpen, egy átmenő sík legalacsonyabb pont a csatorna alján. . .
A fajlagos energia a csatorna szakasz
Vagy, kifejezetten sebességet. megkapjuk
Ami a fajlagos energia keresztmetszetű (8,19):
- konkrét szakasz potenciális energia;
- A fajlagos kinetikus energiája részben.
Végezzen egy egyszerű kutatási szakasz az energia változás mélységétől függően a folyadék a csatornán. Elfogadjuk a fogyasztás a mainstream. és a csatorna keresztmetszeti alakkal ismert és állandó. Attól függően, hogy a mélység az áramlási vonalba változás mentén, és ennek megfelelően, az átlagsebesség.
Köztudott, hogy ha a függvény tart végtelenbe szegélyeikben, akkor ez a funkció kell egy minimum. Következésképpen a funkció rendelkezik.
A víz mélysége a csatorna, amely akkor következik be a minimális keresztmetszet a fajlagos energia, az úgynevezett kritikus mélységét.
Ábra. 8.5 ábra egy grafikon, a specifikus energia függvénye szakasz.
Ábra. 8.5. Ütemezése egy bizonyos szakaszának energia
Ábra. 8.5 egyenes 1 - grafikon specifikus potenciális energia, amelynek dőlésszöge 45 ° a vízszinteshez képest koordinátatengely; 2. görbe - egy grafikon, a konkrét kinetikai energia formájában hiperbola; görbe 3 -Graphics keresztmetszeti energiasűrűség.
A grafikon kapjuk, hogy összeadjuk fajlagos értékeket a potenciális és kinetikai energia egy bizonyos mélységben.
3 görbe van egy „a” pont, amely megfelel az esetben, ha a funkció van egy minimális és mélysége. „A” pont a 3. görbe osztja két szegmens. A felső rész a görbe megfelel annak a feltételnek, hogy a mélység a áramlását a többségi. Ennek eredményeként a növekvő mélység a kinetikus energia csökken, és a lehetséges - növekszik. a fluidum a csatornák, ahol. hívták csendes patakok.
Az alsó szegmens a 3. görbe vonatkozik az áramlások a mélységgel. Azáltal, hogy csökkenti az áramlás fokkal csökken mentes területen, az eredmény növekedése sebesség és növekedését kinetikus energia, a helyzeti energia csökken. A folyadékáram sorban egy mélységben nevű turbulens áramlást. Ha a mélység a mainstream. folyadékárammal kritikus állapotban.
A kritikus mélysége olyan csatorna alakú lehet meghatározni a feltétellel, hogy a függvény egy minimális. A származékot ezt a funkciót kell nullával egyenlő.
keresztmetszeti területe (lásd. ábra. 8.3)
Ennélfogva az egyenlet (8.23) felírható
ahol - a keresztmetszeti területe élő ágy mélységben;
- keresztmetszeti szélessége a csatorna tetején kritikus folyadékáram.
A kritikus mélysége minden csatornára lehet meghatározni egyenlet felhasználásával (8,24). Megadásával számos érték. Kiszámítja a területen. és szélességét. Amikor a személyazonosságát meg kell felelnie, egy előre meghatározott sebességgel és egy bizonyos értéket (8,24). Ha építeni egy grafikont a funkció (ábra. 8,6), tudván, az érték. rajta lehet meghatározni az értékét.
Tekintsük az irányt téglalap alakú:
Ábra. 8.6. Meghatározása a kritikus mélység
Expression (8,24) egy téglalap alakú csatornát formáját ölti
Ezért a kritikus mélység sorban
ahol - az adott ráfordítás.
Kritikus mélysége attól függ, az alak a csatorna és a térfogatáram. A kritikus meredekség léphet fel, ha a mélység a folyadékot a csatornában.
Így a kritikus lejtőn abban az esetben az áramlási sebesség a feltétellel egyenletes mozgás a meredekség, amely megfelel a kritikus mélység:
Tekintsünk egy egyenletes mozgás a folyadék a csatornán.
Fogyasztás mélysége és:
Következésképpen a kritikus lejtő
Attól függően, hogy az arány a alján a lejtés és a lejtőn a kritikus állapot különböző áramlási:
• - a nyugodt állapotban áramlását;
• - a kritikus állapotban az áramlás;
• - turbulens áramlás állapotában.
A kényelem, a meghatározás élő szakaszok és a mélység paramétert be egy nyitott csatorna:
Abban az esetben, kritikus állapotban van az áramlás
Kritikus fordulatszám - a sebesség megfelelő kritikus állapotát áramlás egy nyitott csatornát az alján egy lejtőn.
A differenciálegyenlet ebben az esetben a következő lesz:
Határozza meg a kritikus mélysége trapéz csatorna szélessége m lefektetés a lejtőkön. érdességi tényező. a víz áramlását a csatorna 3 m / s.
Kritikus mélység megtalálható az egyenletből.
Figyelembe. kiszámítjuk az értéket
0,5 előre meghatározott mélységben; 0,7; 0,8; 0,9 és 1 m.
Például, m; m 2; m. A számított értékeket. táblázat foglalja össze. 8.1.
8.1 táblázat - a számítások eredményei