Критической глубиной 
называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения.
Если задано поперечное сечение русла, а также расход 
, то критическая глубина определяется из уравнения:
| (2.10)
|
где 
удельная энергия сечения, 
, определяемая по формуле:
| (2.11)
|
Для дорожно-мостового и аэродромного строительства при движении жидкости в каналах коэффициент Кориолиса принимают 
.
Дифференцируя выражение (2.11) по 
из условия при глубине, равной критической, получаем уравнение критического состояния потока:
|
(2.12)
|
где: 
ускорение свободного падения, 
.
площадь живого сечения при критической глубине, 
.
ширина канала поверху при критической глубине, 
(рис. 2.3).
| (2.13)
|
| КП-2068982-2911-АДМ-ПД-5703-2005
|
Рис. 2.3.
Для определения критической глубины буду использовать метод подбора.
Расчет
1) Из уравнения критического состояния потока при заданном расходе определю числовое значение величины 
;
.
2) Задавая числовые значения произвольно выбранным глубинам, вычислю соответствующие значения 
. Для удобства расчет сведу в таблицу 2.2.
Таблица 2.2. Определение критической глубины.
| 
| 
| 
|
| 0,4
| 0,72
| 2,40
| 0,16
|
| 0,5
| 0,98
| 2,70
| 0,34
|
| 0,6
| 1,26
| 3,00
| 0,67
|
| 0,7
| 1,58
| 3,30
| 1,18
|
| 0,8
| 1,92
| 3,60
| 1,97
|
3) Построю кривую 
. Масштаб для построения приму следующий: для оси глубин – 1:20, для оси 
масштаб произвольный.
| КП-2068982-2911-АДМ-ПД-5703-2005
|
Рис. 2.4. График к определению 
.
Из графика видно, что при 
, 
.
В качестве второго метода применю графический метод.
Таблица 2.3 Определение значений удельной энергии.
| 
| 
| Э
|
| 0,3
| 0,50
| 1,32
| 1,62
|
| 0,4
| 0,72
| 0,62
| 1,02
|
| 0,5
| 0,98
| 0,34
| 0,84
|
| 0,6
| 1,26
| 0,20
| 0,80
|
| 0,7
| 1,58
| 0,13
| 0,83
|
| 0,8
| 1,92
| 0,09
| 0,89
|
| 0,9
| 2,30
| 0,06
| 0,96
|
| КР-02068982-270210-АДМ-ПД-44-08
|
Построю кривую
.
Из графика видно, что минимальному значению удельной энергии сечения 
соответствует 
.
В расчет принимаю 
.
2015-10-14
457
