Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Определение средней скорости в живом сечении.
В природе наблюдается два режима движения жидкостей: ламинарный и турбулентный. Режим движения жидкости зависит от скорости течения и глубины потока. Турбулентный режим бывает установившимся и неустановившемся. Движение может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении средняя скорость течения в поперечном сечении русла определяется по формуле Шези: Vср=C , (4.2) где С - коэффициент Шези R - гидравлический радиус, м; I - продольный уклон водной поверхности. Vср=40 =0.48 м/с Коэффициент Шези зависит от шероховатости русла, глубины потока и от формы живого сечения. Для определения этого коэффициента существует ряд формул: С=R1/6/n (4.5) -формула Маннинга. C=1.621/6 / 0.027=40 R1= = =1.62 м R2=hср= =1.62м
Вывод: Гидравлический радиус равен средней глубине. В приведенных формулах: n - коэффициент шероховатости; R = w/x - гидравлический радиус, м w - площадь поперечного сечения русла, м2; - длина смоченного периметра русла, м; В - ширина русла, м; h - глубина потока, м; d - средний диаметр частиц донных отложений, мм. Коэффициент шероховатости п можно определить по формуле: n=kd1/6, (4.9) n=0.03 0.61/6=0.027 где коэффициент k по В.М. Маккавееву равен 0, 03. Необходимо вычислить среднюю скорость течения в поперечном сечении русла. Порядок расчета: 1) определить коэффициент шероховатости русла по гидравлическим таблицам или по формуле (4.9); 2) вычисляется коэффициент Шези; 3) определяются значения гидравлического радиуса для поперечного сечения русла и средней глубины (производится их сравнение и делается вывод); 4) вычисляется средняя скорость течения по формуле (4.2); 5) строится поперечное сечение русла (см. рис. 4.3.) в начале исследуемого участка, определяется его площадь, средняя глубина, гидравлический радиус, средняя скорость по формуле (4.2), производится сравнение и анализ полученных результатов.
Исследование распределения скорости течения по вертикали
Для аналитического выражения закономерности изменения осред-ненных скоростей течения по глубине (на вертикали) предложен ряд формул. Рассмотрим наиболее употребительные из них, введя следующие обозначения: Vn- поверхностная скорость течения, м/с; (4.10) V=Vп м/с. (4.11) где Р - безразмерный параметр, определяемый по выражению Р=0, 57+ 3, 3/С, при 10< С< 60, y/h -относительная глубина точки наблюдения, где у - глубина, на которой определяется скорость течения, отсчитываемая от поверхности воды, м; h - глубина на вертикали, м. Р=0, 57+3, 3/40=0, 65 V0=0.54* =0.54 м/с V0.2=0.54* =0.50 м/с V0.4=0.54* =0.46 м/с V0..6=0.54* =0.42 м/с V0.8=0.54* =0.37 м/с V1=0.54* =0.32 м/с Определение размывающей и неразмывающей скоростей течения
Средняя скорость течения V на вертикали, отвечающая состоянию предельного равновесия донных частиц, когда отдельные частицы срываются с месса и перемещаются, но общего движения наносов еще нет, называется неразмывающей. Она является предельной скоростью, отвечающей началу сдвига отдельных частиц, т.е. скоростью начала влечения и может быть определена с помощью следующих зависимостей. Формула В.Н. Гончарова, которая по данным исследований ЛИВТа дает на песчаных перекатах наилучшие результаты: Vнр=3.9(dh/d95)0/2(d+0.0014)0/3 (4.17) Vнр.= 3.9[(0.6* 2, 1)/0.85]0.2(0.6+0.0014)0.3=0, 63 м/с где h - глубина потока, м; d - средний диаметр донных частиц, м; d„ • диаметр частиц с обеспеченностью 95% по кривой грануло-метричесиого состава, т. е. такой диаметр, который оказывается превзойденным лишь у 5% частиц, м. Скорость течения Vр, при которой движение донных наносов становится массовым, называется размывающей. Соотношение между размывающей и не размывающей скоростями равно1…30 Vp=1.3Vнp.(4.19) Vр=1.3*0, 63=0, 82 м/с В задании требуется определить, будет ли происходить размыв дна в потоке, имеющем продольный уклон I, на вертикали с глубиной h, средней крупностью донных отложений d. Порядок расчета: 1) определить неразмывающую скорость; 2) определить соответствующую размывающую скорость; 3) определенную среднюю скорость потока по формуле Шези сравнить с полученным значением размывающей скорости, сделать вывод. Вывод: Vср < Vр русло не размывается. Средней скорости недостаточно для размыва. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-11; Просмотров: 596; Нарушение авторского права страницы