Удельная энергия сечения

Удельная механическая энергия:

Относительно произвольной плоскости. Если провести плоскость сравнения через наинизшую точку русла, то энергия будет равна:

h = z+

h – глубина погружения наинизшей точки.

B

h

O O

Удельная энергия сечения – это энергия относительно наинизжей точки дна.

e=f(h)

e

бурное спокойное

П_К > 1 l_min e=h

П_К < 1

0 h_K (П_K=1) h

То есть функция равна 0.

1) h→ ∞; e → ∞; асимптотическое приближение к кривой

2) h→ 0; e → ∞;

3) функция имеет min- это критическая глубина.

ω зависит от h.

- Бесконечно малая площадь

, где В-ширина

Если глубина потока меньше критической h<h_K, то e_{потенциальная} < e_{кинетическая},

поток находится в бурном состоянии.

Если h>h_K, то с увеличением h, в потоке e_{потенциальная} увеличивается, e_{кинетическая} уменьшается, а общая удельная энергия также возрастает. Поток будет находится в спокойном состоянии

При глубине h=h_K наблюдается минимум удельной энергии. Поток будет находится в критическом состоянии, так как любое изменение глубины может привести его из спокойного состояния в бурное и наоборот.

Оно позволяет определять h_кр. для любых форм русел. Так как h_кр. входит неявным образом, то в общем случае h_кр. находят методом подбора. Для этого называют различные значения B и ω. Затем строят график зависимости h от . Для некоторых форм поперечных сечений русел h_кр. может быть определена аналитическим путем или с помощью вспомогательных графиков и таблиц.

h

h_кр

Для русел прямоугольного сечения B_K=b; ω=bh

_=; =

H_кр = ; Параметр -параметр кинетичности, который характеризует состояние потока.

а) В бурном состоянии >1;

б) В спокойном состоянии <1;

в) В критическом состоянии =1.