Удельная энергия сечения потока

Вспомним, что удельной энергией потока называется сумма

.

Удельной энергией сечения потока по определению называется сумма

Удельная энергия потока вследствие потерь на трение убывает вниз по течению потока. Удельная энергия сечения потока при равномерном движении остается для всех сечений постоянной, так как при равномерном движении и скорость течения и глубина постоянны по длине потока. Т.о. если удельная энергия потока определяется относительно произвольно выбранной, но одной и той же для разных сечений, плоскости сравнения, удельная энергия сечения потока определяется относительно своей для каждого сечения плоскости сравнения, проходящей через нижнюю точку живого сечения (рис. 2 – 1 и 2 – 2).

Заменяя среднюю скорость течения v отношением расхода Q к площади поперечного сечения w и принимая a @ 1, получим следующее выражение для удельной энергии сечения потока:

Критическая глубина – это глубина, при которой удельная энергия сечения потока при данном расходе принимает минимальное значение.

Состояние потока при критической глубине называется критическим. Критическими называются и все гидравлические элементы потока, соответствующие его критическому состоянию. Они обозначаются с индексом " к " – v _к, ω _к, R _к, C _к и т.д.
Критическая глубина потока может быть найдена как экстремум непрерывной функции Э = Э (h). Для этого приравняем нулю первую производную функции:

Критическая глубина зависит только от расхода и не зависит от уклона русла

Нормальная глубина h₀ – устанавливающаяся при заданном расходе и при равномерном движении

Уравнение Шези для равномерного движения