Egyenetlen a folyadék mozgását a nyitott csatornák
Egyenetlen a folyadék mozgását a nyitott csatornák
Tekinthető szabálytalan mozgása a folyadék a prizmatikus csatornán. Prizmás nevezett ilyen csatorna, az a forma és a keresztmetszeti méretei, melyek nem változnak a hossza.
A szabad áramlás felület nem egyenletes mozgás görbe alakú. Trace metszi a függőleges síkot tengelye mentén az áramlás (egy prizma vénába) szabad felület úgynevezett szabad ívelt felület.
Példák a nem egyenletes mozgás:
a) a víz mozgását upstream vizet visszatartó szerkezet (gátak) (1. ábra -. 1 a). Ezt a mozgást jellemzi növekedése a mélység a áramlási iránya mozgást. Curve szabad felület ebben az esetben az úgynevezett görbéje holtág.
b) a víz mozgását a csatornában, amely alsó lejtő növekszik (1. ábra - 1, B).
Ebben az esetben, az áramlás mélység irányában csökken a folyadékáramlás, a szabad folyadékfelszín görbe az úgynevezett csökkenő görbére.
A fajlagos energia az áramlási keresztmetszet
Emlékezzünk vissza, hogy a fajlagos energia áramlását az összege
Különleges áramlási energia, definíció szerint, az összege
Különleges áramlási energia súrlódás miatti veszteség csökken áramlásban. A fajlagos energia az áramlási keresztmetszet az egyenletes mozgás állandó marad összes keresztmetszethez, mivel a egyenletes mozgással, és az áramlási sebesség és a mélység állandó hossza mentén a patak. így ha a fajlagos energia az áramlási viszonyítva határozzuk meg egy tetszőlegesen kiválasztott, de ugyanaz a különböző szakaszok, az összehasonlítás síkja energiasűrűsége az áramlási keresztmetszet vonatkoztatva definiáljuk annak egyes szakaszok összehasonlításával átmenő sík a legalacsonyabb pontja a hatásos keresztmetszeti (2. ábra -. 1 és 2 - 2 ).
Cseréje az átlagos áramlási sebesség V arány a Q térfogatáram a keresztmetszet és w vesz egy @ 1, megkapjuk a következő kifejezést a fajlagos energia az áramlási keresztmetszet:
A kritikus állapotban a nyugalom és a turbulens áramlás
Állandó áramlási sebességgel Q h áramlási mélysége eltérő lehet, attól függően, hogy a lejtőn az alsó Io. érdesség n.
Tekintettel arra, hogy a nappali egy adott keresztmetszeti alakja és mérete a csatorna keresztmetszete egyedileg mélysége szabja h. w = f (H), megjegyezzük, hogy az állandó áramlási sebesség a fajlagos energia az áramlási keresztmetszet a funkció csak akkor h mélységű. Draw egy grafikon, ezt a funkciót (2. ábra -. 3).
At 0 h ® w ® 0, a második tag a kifejezés a specifikus keresztmetszeti áramlási energia megy a végtelenségig, és hajlamos a végtelenbe, és a fajlagos energia az áramlási keresztmetszet. A görbe grafikon aszimptotikusan közelíti az x-tengelyen.
Amikor h ® ¥ a második kifejezés hajlamos 0, és a görbe a grafikon a fajlagos energia E keresztmetszeti áramlási aszimptotikusan közelít egy egyenes vonal e = H. mivel a nagy h
Mivel a függvény kifejező függését a mélysége a áramlási keresztmetszet a fajlagos energia folyamatos, van egy értéke a mélység h. ahol a fajlagos energia az áramlási keresztmetszet veszi a minimális érték.
Grafikus ábrázolása a fajlagos energia áramlási keresztmetszettel, mint a mélység függvénye nevezzük fajlagos energia az áramlási görbe szakaszt.
A mélység h. amelyben a fajlagos energia az áramlási keresztmetszet egy adott áramlási Q vesz egy minimális értéket, ez az úgynevezett kritikus mélysége jelöljük hk .. fluxus állapotban a kritikus mélység az úgynevezett kritikus. Úgynevezett kritikus és minden hidraulikus áramlás elemek, megfelelő a kritikus állapotban. Ezek jelölése egy "a" - Vc, Wc, Rc, CK, stb
Kritikus áramlás mélység megtalálhatók, mint extrémuma folytonos függvény E = E (h). Ahhoz, hogy ezt elérjük, nullának az első függvény deriváltját
Ábra. 2-2, hogy a differenciál területen élő részén is képviselteti magát dw = B.dh. ahol B - szélessége a patak (B = B (H)).
Ami az utóbbi kifejezést, van
Szétválasztása a bal oldali részén a mennyiség attól függően a mélység h. egyenlet határozza meg a kritikus mélység hk végül kapjunk
A téglalap alakú csatornát B = const. w = B.h és az egyenlet a kritikus mélység formáját ölti
Ennélfogva, képletek kiszámításának közvetlen hk (figyelembe véve, hogy az áramlási sebesség Q = wk.vk = B.hk.vk)
Fogalmának bevezetésével a konkrét folyadék áramlási sebesség egységnyi szélessége a téglalap alakú áramlási Q = Q / B. expressziós kritikus mélység felírható
Egy kör alakú szakasz átmérője d (2. ábra - 5), a dimenzió nélküli arány W3 / B.d5 függvénye h / d arány.
Például, amikor h> d / 2.
Ezek a képletek alkotják az asztal függően W3 / B.d5 h / d. Segítségével ezek a táblázatok, az ismert értéke Q / g.d5 kapcsolat megtalálható az arány h / d. amelyben az egyenlőség
és így értékének meghatározásához a kritikus mélység hc. Az ilyen számításokat lehet végezni a kiszámítása a közúti csövek.
Kiszámításakor az alakja egy áttörés hullám paraméterek völgyben gyakran formájában a parabola mértékben ko. ; (2. ábra -. 6) Az élő-keresztmetszeti felület egy ilyen csatorna által adott
képletet meghatározó kritikus mélységét és sebességét
A folyási jellemzőket a nem egyenletes mozgást kell határozni a kritikus eltérést.
A kritikus meredekség úgynevezett ferde alsó áramot, ahol az előre meghatározott áramlási sebességgel halad egy egyenletes mozgással egy kritikus mélység, azaz ahol a normális mélysége megegyezik a kritikus áramlási ho = hk. Emlékezzünk arra, hogy normális áramlását az úgynevezett mély mélység olyan, hogy egy adott lejtőn alsó Io előre meghatározott áramlási sebességgel Q zajlik körülmények között egyenletes mozgás. A kritikus meredekség általában egyenlet által definiált egységes mozgást, amely, ha a kritikus értékek az áramlási elemek van írva a következő:
Behelyettesítve ebbe képlet a kifejezés a Q2 az egyenletből, és tekintettel arra, hogy Rc = WC / sc. Kapjuk az alábbi függőség meghatározása a kritikus eltérést
Hogy értékeli a flow és gyártásakor a görbék a szabad felület van szükség a következő adatokat alapelemeit folyni: hk kritikus mélységet. Ik kritikus lejtőn. Ho normális mélysége és alsó lejtő Io.
Szerint a lejtőn alján természetes és mesterséges csatornák megkülönböztetni:
- ágy egy vízszintes alsó ha Io = 0 (2. ábra - 7, de.);
- Közvetlen csatorna lejtős alsó Io> 0 (2. ábra - 7, b).
- csatorna egy fordított lejtőn a alján, amikor Io <0 (рис. 2 – 7,в).
A leggyakoribb csatorna közvetlen meredeksége az alsó; mesterséges ágy (különösen a közúti cső) gyakran rendezett egy vízszintes alján.
Egy adott áramlási Q egyenes ferde fenékáramot lehet egyenlő a kritikus lejtőn Ik. A kisebb vagy nagyobb. Alján egy lejtőn egyenlő a kritikus folyási sebesség egy adott mélységben áramlási Q normál Ho HK a kritikus mélység. Ha ugyanabban az áramlási Q csökkenti torzítást Io alján. normál mélység ho emelkedni kezd, a kritikus mélység hk. az egy adott csatorna attól függ, csak az áramlási sebesség Q, változatlan marad. Így, amikor Io Forma a szabad áramlási felületre. Az arány közötti mélysége egyenetlen mozgás h. Ho normális mélysége és kritikus mélység HK jellemzi a határozott alakja a szabad felületén az áramlás. Ha a mélység a patak felett a kritikus áramlású ún hk nyugodt. Csendes állapotú fluxus megfelel a felső ága a görbe szakasz fajlagos energia (2. ábra -. 3). Mélység növekedésével nyugodt, és növeli az energia fajlagos keresztmetszet. Ilyenek például sima nyugodt áramlás a folyó kisebb eltérésekkel. Ha a mélység kevésbé kritikus hk patak áramlás turbulens állapotban. A fajlagos energia görbe szakasz (2. ábra -. 3) gyors állapot megfelel alsó ágát. Mélység növekedésével az áramlási vezetőképesség keresztmetszeti energia csökken. Hegyi folyók nagy eltérések vannak példák a turbulens áramlás. A turbulens áramlás állapotban ez jelentős energiát, főként az áramlási sebesség. Amikor ez megtörténik intenzív erózió az alsó és a csatorna falain. Amikor az eszköz a mesterséges átereszek deformáció elkerülésére ágy turbulens áramlás hajlamos fordulni nyugodt elvégzésével számos műszaki beavatkozások, főleg az energia elnyelésére másik eszköz tervez. Összefoglalva, az áramlás átmenet gyors ahhoz, hogy nyugodt állapotban fordul elő szakaszosan. Ez a jelenség a hidraulikus ugrás (2. ábra -. 8.). Kiszámításához a nem egyenletes mozgást a fluidum áramlást, hogy meghatározza az állam az mélységben különböző szakaszok és az építőipar egy szabad görbült felület. Építése a szabad ívelt felület által termelt pontok segítségével az alapvető mozgásegyenletek egyenetlen: Átlagos nagyságát CSR, WSR, Rav számítják a rész, ahol a mélység. Energiasűrűség az összege az áramlási keresztmetszet Cseréje az átlagos áramlási sebesség V arány a Q térfogatáram a keresztmetszet és w vesz egy @ 1, megkapjuk a következő kifejezést a fajlagos energia az áramlási keresztmetszet: A H mélység, ahol a fajlagos energia az áramlási keresztmetszet egy adott áramlási Q vesz egy minimális értéket, az úgynevezett kritikus mélysége jelöljük hk. Képlékeny állapotban a kritikus mélység nevezzük kritikus. Úgynevezett kritikus és minden hidraulikus áramlás elemek, megfelelő a kritikus állapotban. Ezek jelölése egy "a" - Vc, Wc, Rc, CK, Ik, stb Kritikus áramlás mélység megtalálhatók, mint extrémuma folytonos függvény E = E (h). Ennek eredménye az egyenlet meghatározására kritikus mélység Ez általában megoldható grafikon-analitikai módszer. A téglalap alakú csatornát (. B = const w = B.h), a képlet kiszámításához közvetlen HK: A mélysége az áramlás, ahol a megadott áramlási sebesség Q a véna történik egyenletes mozgást nevezik normális mélysége és kijelölt h0. Amikor a H mélység nagyobb, mint a kritikus áramlású hk (meredekség kisebb alsó kritikus bias) állapotban úgynevezett nyugodt áramlását. Amikor a H mélység a kritikus áramlási hk (meredekség nagyobb, mint a kritikus lejtőn lefelé) adatfolyam turbulens állapotban. Az átmenet a turbulens áramlás állam a nyugalom következik be szakaszosan. Ezt a jelenséget nevezzük hidraulikus folytatásban. Határozza meg a kritikus mélység, a kritikus lejtőn csatorna alsó és a kritikus áramlási sebesség és az áramlási sebesség és az állam a víz áramlását a csatorna a megadott mélységben H01 és H02. - a víz áramlását a csatorna Q = 10 m3 / s; - A csatorna szélessége az alsó b = 5 m; - kezdetekor meredekség m = 1,5; - érdességi tényező alsó és a csatorna falai n = 0,025; - mélysége H01 = 1,0 m; H02 = mélysége 0,5 m. Kritikus mélység között találjuk az egyenlet módszer kiválasztása ezen (lásd. 1.6) Továbbá, a képlet Chezy találni a kritikus eltéréstKapcsolódó cikkek