Равномерное движение жидкости в каналах

Равномерное движение жидкости в открытых руслах происходит под действием силы тяжести и наличии геометрического уклона.

Равномерное движение происходит:

1) Q(расход) не изменяется.

2) Уклон так же постоянен

3) Площадь поперечного сечения постоянна

4) Шероховатость дна и стенок постоянна

5) Отсутствуют местные сопротивления

Такое движение может наблюдаться лишь в искусственных лотках, кюветах. Рассмотрим жидкость движущуюся равномерно:

Pa

h

h

z₁ z₂

0 0

z₁ – z₂ = h_1-2 |:l

уклон днагидравлический уклон

Уклон дна и гидравлический уклон совпадают по свободной поверхности параллельно дну и равны пьезометрическому уклону J.

J = i_д = i, где

i_д –уклон дна

i – гидравлический уклон

J – пьезометрический уклон

R=

Гидравлический радиус рравен отношению живого сечения к смоченному периметру.

-уравнение Шези.

С – коэффициент Шези

R – гидравлический радиус.

Часто =W – модуль скорости (задается в справочниках)

Q=ωυ=ω=ωW=k

ωW=k

k – модуль расхода (расходная характеристика)

Определим коэффициент Шези в круглой трубе, для этого приравняем формулу Шези и формулу Дарси.

R = для круглой трубы

Для каналов в которых жидкость движется в турбулентном режиме применяется формула Павловского:

(*)

n – шероховатость канала

R – гидравлический радиус

y – показатель степени

Частным случаем (*) является формула Маннинга:

Q = ω= ω = ω

Q = , где z = y+1/2

1. Симметричные каналы:

1.

h

dφ

b

ctgφ=m

R=

2.

h ctgφ=0, следовательно φ=90⁰

b

3.

b h b=0

4.

y

0 x

x²=2py

2. Несимметричные каналы:

3. Естественные каналы:

4. Каналы составного профиля:

5.Каналы замкнутого профиля: