Cтраница 3
Примером неустановившегося движения в открытом русле может служить волна паводка, проходящая по реке в период половодья и вызывающая непрерывное изменение уровней и расходов в каждом створе вдоль реки. [31]
Равномерным движением жидкости в открытом русле будем называть такое, когда скорость движения частиц жидкости по оси каждой элементарной струйки не изменяется по длине. Следовательно, средние скорости в различных живых сечениях русла будут равны между собой. Такое движение возможно при условии постоянства расхода, размеров и формы живого сечения потока, шероховатости русла и гидравлического ( пьезометрического) уклона. [32]
Равномерным движением жидкости в открытом русле будем называть такое, когда скорость движения частиц жидкости на оси каждой элементарной струйки не изменяется по ее длине. Следовательно, средние скорости в различных живых сечениях потока будут равны между собой. Такое движение возможно при условии постоянства расхода, размеров и формы живого сечения, шероховатости русла и гидравлического ( а также пьезометрического) уклона по длине потока. [33]
При неизменном расходе в открытых руслах неравномерное движение будет наблюдаться в тех случаях, когда по длине потока изменяются размеры и формы поперечного сечения, продольный уклон дна и шероховатость стенок русла. Ширина русл и глубина потока по длине русла, а чаще всего одновременно и глубина и ширина при неравномерном движении являются переменными величинами. [34]
Нормальной глубиной потока в открытом русле h0 называют глубину, при которой поток будет пропускать заданный расход в условиях равномерного движения. Отметим, что все гидравлические элементы потока, соответствующие нормальной глубине Ло, будем обозначать с нулем. [35]
При неустановившемся движении в открытых руслах обычно высоту положения г относят к точкам на свободной поверхности. [36]
Установившееся течение жидкости в открытом русле может быть равномерным и неравномерным; рассмотрим сначала первый случай. [37]
Неустановившимся движением воды в открытом русле называется движение, при котором параметры потока в любом створе изменяются во времени, а в каждый момент его переменны и по длине русла. Неустановившееся движение является наиболее общей и часто встречающейся формой движения воды. Работа ГЭС при проведении ею суточного регулирования ( см. § 10.4) создает пример такого движения как в бьефах, так и в деривационных каналах. В этом случае ГЭС представляет собой источник возмущения переменного во времени режима, который особенно резко отмечается в нижнем бьефе и нередко на достаточно большой его длине. Образующиеся в этом случае волны и составляют характерную особенность неустановившегося движения в открытом русле. [38]
Сооружения, возводимые в открытых руслах, нарушают равномерное течение. Связанные с этим явления очень подробно изучены гидравликами. Однако во многих случаях сопротивление вследствие трения играет столь существенную роль, что его необходимо учитывать. [39]
При неустановившемся движении в открытых руслах обычно высоту положения z относят к точкам на свободной поверхности. Тогда изменения z характеризуют изменения уровня воды, при этом ррат const в различных сечениях. [40]
При неравномерном движении в открытых руслах глубины вдоль потока или увеличиваются, или уменьшаются, при этом поверхность потока имеет криволинейную форму. В первом случае кривые называются кривыми подпора, во втором - кривыми спада. Для установления типа кривых свободной поверхности потока исследуется соотношение между производной - j - и нулем. [41]
Водосливом называется стенка, установленная поперек открытого русла и имеющая вырез, через который переливается вода. [42]
Дифференциальные уравнения неустановившихся движений в открытых руслах в рамках одномерной нелинейной теории длинных волн были даны етце в 1871 г, Сен-Венаном. [43]
Теория нестационарных плановых течений в открытых руслах, по существу, совпадает с двумерной теорией длинных волн ( или мелкой воды), областью приложений которой являются, например, задачи о приливных течениях, о волнах цунами. Однако в гидравлических задачах роль нелинейных членов, как правило, гораздо более существенна, и поэтому линеаризация уравнений, часто применяемая в задачах океанологии, здесь возможна гораздо реже. [44]
При анализе движения жидкости в открытых руслах, точно так же как и при исследовании движения жидкости в трубах, связь между числом Рейнольдса Re, относительной шероховатостью е / 0 и величиной коэффициента Дарси Я или коэффициента Шези С0 лучше всего устанавливать графически, откладывая по оси абсцисс логарифмы Re, а по оси ординат - логарифмы Я. [45]