Равномерное движение жидкости в открытых руслах. Формула Шези. Расчет каналов.
Лекция 7.
В открытых руслах жидкость двигается в безнапорном режиме, то есть с наличием свободной поверхности, на которой давление равняется атмосферному. Движение может быть как равномерным, так и неравномерным.
Равномерное движениев открытых руслах имеет место при постоянстве всех его гидродинамических параметров по длине:
1 – живое сечение потока является постоянным.
2 – эпюры местных скоростей во всех сечениях − постоянны.
3 – векторы средней скорости во всех сечениях – одинаковые.
4 – степень шероховатости русла – одинаковая.
5 – постоянный гидравлический уклон равняется уклону дна.
Для расчетов каналов, где допускается равномерное движение, используется формула Шези:
v - средняя скорость, м/с;
Q- расход, м3/с
Rг - гидравлический радиус, м
n– степень шероховатости русла, зависит от типа крепления русла.
y=
С – коэффициент Шези.
Живое сечение каналов бывает чаще всего трапециидальной формы с учетом угла естественного откоса почвы. Встречаются каналы прямоугольного сечения, а также круглого, овоидольного (в форме яйца) и тому подобное. Основной задачейоказывается определение глубины при известном расходе и параметрах сечения. Скорость в каналах должна быть “незаиляющей” и “неразмывающей”, то есть быть в некоторых границах: vмин<v<vмакс. Примеры расчетов приведены в справочниках.
Рис. 49. Основные расчетные параметры канала (открытого русла).
m=ctga - угол естественного отскоса почвы
B=b+2mh – длина канала по верху
b – длина канала по низу
=h(b+mh) – площадь живого сечения.