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

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.