Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕЛИОРАЦИИ
Посмотреть оригинал

Гидравлический прыжок

Гидравлический прыжок — скачкообразное возрастание глубины потока воды при переходе из бурного состояния, когда рассматриваемая глубина hx меньше критической глубины Лкр, в спокойное, когда другая рассматриваемая глубина И2 больше критической Икр. Этот процесс сопровождается интенсивными макро- турбулентными пульсациями давлений и скоростей. Глубины hx и h2, расположенные соответственно до и после прыжка, называ-

Гидравлический прыжок

Рис. 10.6. Гидравлический прыжок:

а — схематическое изображение прыжка; б — графики прыжковой функции П(Л) и удельной энергии сечения потока Э(Л): Л, — глубина потока перед прыжком; Л2 — глубина потока после прыжка; И^ — критическая глубина; 1„ — длина прыжка; К—К — горизонтальное сечение, проходящее через центр прыжка ются сопряженными, а разность (h2 - hx) характеризует высоту прыжка (рис. 10.6, а).

При больших расходах и скоростях воды гидравлический прыжок представляет собой грозное и захватывающее зрелище, которое можно наблюдать, например, при открывании затворов водосливной плотины. Это гидравлическое явление можно использовать и в ландшафтной архитектуре, если естественным или искусственным путем создать условия возникновения гидравлического прыжка. Гидравлический прыжок в гидравлике аналогичен эффекту преодоления звукового барьера самолетом в аэродинамике. Разница заключается в том, что гидравлический прыжок возникает при переходе потока от сверхкритических скоростей в докритические, а звуковой барьер, наоборот, — при переходе дозвуковых скоростей в сверхзвуковые.

Существует несколько разновидностей гидравлического прыжка. Далее рассмотрен только совершенный прыжок, возникающий в призматическом русле с прямолинейным горизонтальным дном при числе Фруда Frj > 3. В этом выражении число Фруда в сечении потока перед прыжком

где а — коэффициент количества движения (коэффициент Бусси- неска); v — скорость потока перед прыжком, м/с; g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2; — глубина потока перед прыжком, м.

Основное уравнение гидравлического прыжка имеет вид

где aj, СХ2 — коэффициенты количества движения (коэффициент Буссинеска) соответственно до и после прыжка; hC, hC2 глубины погружения центров тяжести живых сечений М| и а>2.

Функция глубины потока (при Q = const), выражаемая равенством

называется прыжковой. Из уравнения (10.3) следует, что для сопряженных глубин hi и h2 значения прыжковой функции одинаковы:

На графике прыжковой функции (рис. 10.6, б) минимум соответствует критической глубине Лкр(при а ~ а[). На этом же рисунке изображен график удельной энергии сечения потока Э = Э(А) и показано, как графическим способом определить потери удельной энергии Эп в прыжке.

График прыжковой функции дает возможность легко находить сопряженные глубины.

Правильное определение параметров гидравлического прыжка необходимо для расчета водобойных частей сооружений. В призматическом русле прямоугольного сечения сопряженные глубины определяют по следующим формулам:

Для определения длины совершенного прыжка в прямоугольном призматическом русле предложен ряд формул. Приведем формулу О. М. Айвазяна:

где Frx — число Фруда в сечении перед прыжком, определяемое по формуле (10.2) (здесь = Q/(bh), где b — ширина прямоугольного русла).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы