Типы задач при расчете неравномерного движения жидкости в призматических руслах

При расчете неравномерного движения в призматических руслах должны быть заданы расход Q, ук­лон дна i₀, коэффициент шероховатости п, форма попереч­ного сечения русла и геометрические элементы, характе­ризующие ее.

Если по форме поперечного профиля русло относится к правильным, расчет неравномерного движения может выполняться по уравнениям, полученным как с по­мощью метода Бахметева, так и метода Павловского.

При этом к руслам правильной формы поперечного сечения относятся такие, для которых элементы живого сечения потока (ω, χ, R, B) в любом створе являются непрерывными функциями глубины потока, сохраняющими свое выражение во всем диапазоне изменения глубины. Этому условию удов­летворяет большинство искусственных русл: прямоугольные, треугольные, параболические, круговые при напол­нении h<r.

Если же русло относится к неправильным, то следует использо­вать для расчета уравнения по методу Павловского.

К руслам неправильной формы относят­ся открытые русла составного полигонального профиля, русла замкнутого профиля любой формы в диапазоне значительных наполнений (например, круговой, при h>r).

В уравнения для русл с любым уклоном дна входят три величины: глубины hi и h₂ в начальном и конечном сечениях рассматриваемого участка неравномерного движения и расстояние l между ними. Решение любого из уравнений заключается в отыскании одной из величин по известным значениям двух других.

Исходя из этого задачи расчета неравномерного движения, встречающиеся в инженерной практике, могут быть разделены на два типа. В задачах пер­вого типа по двум известным глубинам отыскивается длина участка. Эти задачи называют прямыми. В задачах второго типа (обратных) заданными являются глубина в одном из сечений и расстояние между сечениями и отыскивается глу­бина в другом сечении.

При решении любой из задач вначале необходимо уста­новить тип кривой свободной поверхности, подлежащей расчету. Для этого следует определить зону, в которой рас­полагается кривая, т. е. построить продольный профиль свободной поверхности потока в заданном русле. Это, в свою очередь, требует отыскания критической глубины h_к, а также нормальной глубины h₀ для участков с i₀>0.