Равномерное движение жидкости в каналах.
Равномерное движение жидкости в открытых руслах происходит под действием силы тяжести и наличии геометрического уклона.
Равномерное движение происходит:
1) Q(расход) не изменяется.
2) Уклон так же постоянен
3) Площадь поперечного сечения постоянна
4) Шероховатость дна и стенок постоянна
5) Отсутствуют местные сопротивления
Такое движение может наблюдаться лишь в искусственных лотках, кюветах. Рассмотрим жидкость движущуюся равномерно:
Pa
h
h
z1 z2
0 0
z1 – z2 = h1-2 | :l
уклон днагидравлический уклон
Уклон дна и гидравлический уклон совпадают по свободной поверхности параллельно дну и равны пьезометрическому уклону J.
J = iд = i, где
iд –уклон дна
i – гидравлический уклон
J – пьезометрический уклон
R=
Гидравлический радиус рравен отношению живого сечения к смоченному периметру.
-уравнение Шези.
С – коэффициент Шези
R – гидравлический радиус.
Часто =W – модуль скорости ( задается в справочниках)
Q=ωυ=ω=ωW=k
ωW=k
k – модуль расхода ( расходная характеристика)
Определим коэффициент Шези в круглой трубе, для этого приравняем формулу Шези и формулу Дарси.
R = для круглой трубы
Для каналов в которых жидкость движется в турбулентном режиме применяется формула Павловского:
(*)
n – шероховатость канала
R – гидравлический радиус
y – показатель степени
Частным случаем (*) является формула Маннинга:
Q = ω= ω = ω
Q = , где z = y+1/2
1. Симметричные каналы:
1.
h
dφ
b
ctgφ=m
R=
2.
h ctgφ=0, следовательно φ=900
b
3.
b h b=0
4.
y
0 x
x2=2py
2. Несимметричные каналы:
3. Естественные каналы:
4. Каналы составного профиля:
5.Каналы замкнутого профиля: