При больших скоростях движения жидкости в открытых каналах возможен размыв стенок и дна, поэтому скорость ограничивают предельной величиной, которая зависит от:
-материала стенок и дня канала
-от формы поперечного сечения
-от наличия взвешенных частиц в воде и т.д.
В общем случае: υmin < υ < υmax
υmax – максимально допустимая средняя скорость (не размывающая)
υmin – минимально допустимая средняя скорость (не заиливающая)
действительная скорость υ зависит от уклона, в то время как на υmax уклон не влияет, но она зависит от рода материала и глубины воды в канале. (для песка υmax = 0,2м/с; для бетона υmax = 10м/с) Имеется ограничение по υmin
υmin = e, где
e – коэффициент, учитывающий количество взвешенных частиц, их гранульный состав и шероховатость.
Но не всегда удается выдержать υmin< υ, в этом случае канал периодически приходится очищать.
υ< υmin – должно выполнятся всегда.
В этом случае, когда на первом этапе расчета υ> υmax, предусматриваются мероприятия по увеличению υmax:
1) υmax увеличивается – предусматриваются крепления откосов и дна каменной или бетонной облицовкой.
2) υ уменьшается - , чтобы уменьшить скорость нужно уменьшить R, или с, или i.
а) R уменьшается - изменением формы поперечного сечения (чтобы уменьшить гидравлический радиус). Но это не дает ощутимого снижения скорости.
б) C уменьшается – созданием искусственной шероховатости, в результате чего увеличивается коэффициент шероховатости. Для длинных каналов этот прием не приемлем с экономической точки зрения.
в) уменьшение дна канала – в этом случае устраиваются перепады.
А
Δh B i, e
C l0 D
Δh -?
Δh =|AB|-|BC|=il-i1l1
Δh = (i-i0)l0
Δh –волна перепада
Стремясь получить минимальную величину перепада, дно канала назначают параллельно поверхности Земли. Затем вычисляют скорость, если скорость больше максимальной, тогда устанавливают перепад АВ. Если АВ>3м, то устанавливается несколько перепадов.