Материал: 2441

12) Э Эn 1 Эn, где Эn и Эn 1 – удельные энергии соседних сечений, причём в последующем сечении для данного типа кривой спада удельная энергия сечения больше, чем в предыдущем;

вертикальный – 1:10, горизонтальный – свободный стандартный, но предполагающий достаточную точность (1,0 м) при определении длины участка при соответствующейДглубине (1:100, 1:200, …).

И

Рис. 14. Пример построения графика кривой свободной поверхности

31

Кривая свободной поверхности строится в виде графика с вертикальной осью глубин и горизонтальной осью длин (рис. 14).

На графике обязательно указываются линии критических К–К и нормальных N–N глубин. Отдельные значения глубин и длин по осям отмечать не следует, чтобы не загромождать график. Для построения Скривой свободной поверхности точки на графике следует соединять

плавно по лекалам.

Анал з кр вой свободной поверхности (см. рис. 14) на водоскате быстротока граф чески подтверждает теоретические выводы

неирусла уменьшается;

В.И. Чарномского:

– на участке водоотводного канала с уклоном больше критического (i0 iк) форм руется кривая спада, т.е. глубина потока по дли-

– вверхбАпо течен ю от линии критических глубин К–К поток отход т резко, под углом 90°, т.е. на небольшом участке водоотводного канала про сход т значительное уменьшение глубины потока;

– вн з по течен ю к линии нормальных глубин N–N поток приближается ас мптот чески, т.е. на большом по длине участке канала изменения глу ины потока незначительны.

Используя график сво одной поверхности, необходимо принять глубину в конце ыстротока hкб .

В большинстве случаев длины призматических русел бывают достаточными, чтобы на нихДуспевал устанавливаться равно-

мерный режим и отвечающая ему нормальная глубина потока h0. Для назначения требуемой глубины (в курсовой работе длина быстротока l – величина заданная) придерживаются следующих условий:

– если длина быстротока равна или большеИдлины кривой спада, то глубину на конце быстротока принимают равной нормальной глубине h02 ;

– если же, наоборот, длина кривой спада будет больше длины быстротока, то глубина на конце быстротока определяется по графику: на горизонтальной оси длин откладывается значение длины быстротока (см. табл. 1), поднимается вертикаль до пересечения с кривой свободной поверхности, далее слева на вертикальной оси глубин снимается значение hкб .

32

1.4. Отводящий канал

Для защиты от размыва низового откоса земляного полотна дороги и выходной части водопропускного сооружения часто устраивают водоотводные искусственные русла, по своей конструкции мало отличающиеся от подходных русел. Вода, выходящая из отверстия сооружения, часто обладает ещё большой энергией, т.е. повышенной против его естественного состояния разрушительной силой. Опыт

отводных русел, устройство гасителей энергии.

Д И

Рис.15. Участок сопряжения быстротока с отводящим каналом

33

Известно много различных принципов гашения энергии потока. Наиболее распространенные из них:

1) усиленное перемешивание (этот принцип используется при устройстве повышенной шероховатости поперечных расщепляющих

34

Критическая глубина hк не зависит от уклона дна, поэтому сохранится неизменной на протяжении всего трапецеидального русла: hк3 hк1. оответственно не изменится и критический уклон: iк3 iк1.

равнивая нормальную и критическую глубины, значение полу-

1.4.2. Расчёт гидравлического прыжка

Явление скачкоо разного перехода бурного потока с глубиной меньше критической в спокойное состояние с глубиной больше кри-

тической называется гидравлическим прыжком [17, 18, 21].

Гидравлический прыжок появляется всегда, когда свободная поверхность жидкости пересекает линиюДкритических глубин K–K с образованием поверхностного вальца. Сам валец представляет собой водоворотную область, которая характеризуется весьма беспорядоч-

Для большего понимания процесса формирования гидравлического прыжка обучающимся предлагается посмотреть видео 4.

Расчёт гидравлического прыжка сводится к определению его характеристик: h – первой сопряжённой глубины, h – второй сопряжённой глубины, lп – длины гидравлического прыжка (рис. 16).

Существует несколько методов определения характеристик гид-

равлического прыжка [9, 17, 18, 19, 20, 21].

35