Общее описание гидравлического прыжка

Общее описание гидравлического прыжка

Общее описание гидравлического прыжка. 1. гидравлический скачок является одним из самых интересных явлений, которое происходит, когда жидкость свободно течет. Давайте воспользуемся примером (рис.11.1), чтобы проиллюстрировать его основные особенности. С помощью манометра вода поступает в канал с горизонтальным дном через широкий прямоугольный зазор высотомера. Движение является устойчивым, турбулентным, и условия плоской задачи являются met. As известно из раздела экспирация Отверстие, глубина потока в сжатом сечении B. s = 0,61 Ps * глубина s всегда меньше критической глубины s, то есть сразу за щитом движение происходит грубо.

Это означает, что здесь большая часть общей механической энергии жидкости является кинетической энергией, за счет которой жидкость движется. Людмила Фирмаль

• В соответствии с возможной формой кривой свободной поверхности выше (см. Главу 9), чуть ниже секции сжатия c_c, существует резервная кривая типа c0.In в этом случае потери давления по формуле Чези пропорциональны 2 степени скорости, а скорость течения здесь (в грубых условиях) велика, поэтому часть кинетической энергии тратится на преодоление силы трения русла канала. Уменьшение кинетической энергии потока вдоль потока, то есть уменьшение скорости, увеличивает глубину, то есть потенциальную энергию потока, согласно уравнению неразрывности (C> = sop).Предполагается, что плоскость сравнения 0-0 совпадает с плоскостью дна channel. In в этом случае суммарный напор потока любой секции совпадает с удельной энергией секции. Согласно уравнению Бернулли, полный напор вдоль потока уменьшается только потому, что сила трения преобразует часть механической энергии в тепло.

Таким образом, удельная энергия поперечного сечения вдоль потока должна уменьшаться. Рассмотрим график удельной энергии в разрезе, показанном на рисунке. 11.2.As как видно из графика, глубина потока увеличивается, а удельная энергия участка уменьшается за счет быстрого движения жидкости после с-с участка. Если горизонтальный разрез длинный, глубина K может достигать критической Глубина 200 БК; в этом случае удельная энергия поперечного сечения достигает минимума, поэтому суммарный напор будет минимальным, и согласно уравнению Бернулли дальнейшее движение в канале горизонтального дна будет невозможно. В реальных условиях, не достигая поперечного сечения, где глубина равна критической, поток затихает с резким увеличением глубины, и на это расходуется часть энергии depr, а средняя скорость резко снижается (С> = сш1), а потеря длины в нисходящем потоке в несколько раз (на единицу длины) в случае большой для R> 1xx кривой свободной формы имеет вид B0.

• Когда ты успокоишься В кинетическом режиме потенциальная часть полного давления больше кинетической части, и удельная энергия положения потока расходуется на преодоление силы трения. На графике удельной энергии поперечного сечения (см. рис. 11.2) уменьшение суммарного напора за счет этого типа течения определяется траекторией s-1-2-это описано 3.Если горизонтальное дно не препятствует дальнейшему движению жидкости, то поток получит минимальное значение давления в конце горизонтальной части канала. описанное явление резкого увеличения глубины до b’H» b».Поток из турбулентного состояния Стоик, называемый гидравлическим* .я прыгаю. Глубины lr и r ’называются сопряженными, а lr-ne ^ y, А b» это 2-я сопряженная глубина. Речь пойдет о кинематике течения при гидравлическом скачке (рис. 11.3).

Наиболее характерной особенностью прыжка является наличие поверхности Гидравлический прыжок Барабан: вихрь с горизонтальной осью вращения, перпендикулярной направлению потока воды. Вода в барабане заполнена пузырьками воздуха(аэрация), движение отдельных частиц жидкости носит неустойчивый переходный характер, и обычно только эта вычислительная модель представляет этот ролик с упорядоченной замкнутой линией тока в виде спирали. Вертикальный горизонтальный размер БАРАБАНА в несколько раз превышает высоту прыжка Поверхностный валок отделяется поверхностью течения от проходящего потока, что характеризуется условием Р-СОП§ 1.

В связи с тем, что глубина вдоль течения уменьшается, а средняя скорость увеличивается, часть потенциальной энергии уходит в кинетическую теорию этой области. Людмила Фирмаль

• Из-за расширения проходящего потока в гидравлическом прыжке, прежде всего, распределение горячей скорости в поперечном сечении очень неравномерно(на свободной поверхности скорость близка к нулю, вблизи дна она максимальна).Во-вторых, пульсирующая скорость в результате расширения потока имеет гораздо более высокую величину, чем при равномерном движении. Эти 2 особенности следует особенно тщательно учитывать при строительстве гидротехнических сооружений, так как они создают предпосылки для эрозии дна канала после прыжка, если это не особенно toughened. At через некоторое расстояние после прыжка показатель средней и пульсирующей скорости будет таким же, как и в случае равномерных или плавно меняющихся движений. Сайт, где это происходит, называется post-hopping.

Смотрите также:

Примеры решения задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Упрощения и анализ уравнений мелкой воды.
2. Классификация длинных волн в каналах.
3. Основное уравнение гидравлического прыжка в цилиндрическом русле.
4. Основное уравнение гидравлического прыжка и его длина в прямоугольном русле