2018-02-14
528
Большинство формул для определения коэффициента Шези представляет собой эмпирические зависимости, действительные лишь для движения воды в определенном диапазоне скоростей и гидравлических радиусов.
1. Формула Н. Н.Павловского
(6.2)
где п — коэффициент шероховатости;
(6.3)
т. е. показатель у является функцией коэффициента шероховатости и гидравлического радиуса:
y=f(R,n).
По указанию Н. Н. Павловского, приближенно можно принимать:
R<1m y=1.5 
; (6.4)
R>1m y=1.3 . (6.5)
В приложении 10 приведены значения коэффициента Шези, подсчитанные но формуле Павловского.
2. При ориентировочных расчетах удобно пользоваться постоянным значением у. Обычно принимают у = =1/6, в результате чего получают формулу Маннинга:
(6.6)
Числовые значения коэффициента шероховатости n в формулах Павловского и Маннинга приведены в приложении 11.
3. В последние годы появились формулы для определения коэффициента Шези, действительные для всех однородных ньютоновских жидкостей и во всей области турбулентного движения.
Таблица 6.1
| Характеристика поверхности | έ,мм* |
| Исключительно гладкие поверхности (эмалированные, глазурованные и т. д.) Чистая цементная штукатурка Металлические лотки с гладкой внутренней поверхностью деревянные лотки из досок: Остроганных неостроганных Бетонировка Кирпичная кладка Тесаный камень Земляные стенки Бутовая кладка Булыжная мостовая Каналы, высеченные в скале | 0(0 - 0,01) 0,04(0,02—0,0б) 0,10(0,02—1) 0,30 (0,03—1.50) 0,50(0,08—2) 0,30(0,05—1,50) 0.50(0,08—1,25) 0,50(0,12—1,25) 5(1—50) 10(0,5—20) 20(15—З0) ЗО (З—80) |
Приводятся наиболее вероятные значения ε для средних условий, а в скобках указываются возможные пределы колебания.
Кним относятся формула А.Д.Альтшуля
(6.7)
Гдеέ - приведенная линейная шероховатость;
v – кинематическая вязкость жидкости;
g – ускорение свободного падения.
Для холодной воды (v=1*10-6 м2/с) формула (6.7) принимает вид
(6.8)
Значеня приведенной линейной шероховатости έ в формуле (6.8) даны в таблице 6.1
При значении критерия зоны турбулентности
(6.9)
вместо формулы (6.8) можно пользоваться более простой зависимостью:
(6.10)
справедливой для вполне шероховатых русел. Формула (6.10) для большинства практически важных случаев дает результаты, близкие к тем, которые следуют из формулы Павловского.
при соблюдении условия
(6.11)
вместо формулы (6.8) можно пользоваться зависимостью
С=20 
, (6.12)
действительной для гидравлически гладких русел.
Формулу (6.8) можно приближенно представить в виде
(6.13)
где k и R- в мм; С— в м1/2/с.
Значение кэ и коэффициента n для различных поверхностей Таблица 6.3
| Характеристика поверхностей | kэ,мм | n |
| Исключительно гладкие поверхности (эмалированные, глазурованные ит.д.) Цементная штукатурка: ожелезненная или весьма чисто заглаженная обыкновенная Металлические лотки с гладкой внутренней поверхностью. Канализационные трубы бетонные и железобетонные керамические Деревянные лотки из досок: остроганных необстроганных Бетонировка Кирпичная кладка Земляные стенки Бутовая кладка Булыжная мостовая | 0(0—0,02) 0,1(0,002—0,3) 0,3 (0, 1—0,8) 1 (0,4—5) 2 1,25 2(0,5—8) 3(0,8—10) 2(0,3—5) 3(1—б) 50(15-200) 20 (5-7О) 35(1 5—70) | 0—0,007 0,007—0,010 0,0085—0,012 0,01 1—0,017 0,014 0,013 0,01—0,018 0,012 —0,019 0,012—0,015 0,013—0,017 0,02—0,03 0,01 7—0,025 0,020—0,025 |
Приводятся наиболее вероятные значения *. а в скобках — возможные пределы колебаний. для п приводятся возможные пределы колебаний.
Значения k (а также коэффициента n) для некоторых поверхностей приведены в табл. 6.3.
При отсутствии данных о величине k, для рассматриваемой поверхности можно пользоваться приближенной зависимостью
(6.14)
Для рек, формирующих русло в песчано-гравелистом ложе, коэффициент Шези можно находить и по формулам, не включающим коэффициентов шероховатости, например
С = 14,8/i1/6— 26. (6.15)
Эта формула действительна также для каналов, проходящих в естественных грунтах и несущих наносы.
