Гидравлический расчет водосливов

Гидравлический расчет водосливов

6.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

6.1.1. Основные определения

Если открытый поток преградить какой-либо стенкой, то уровень воды перед стенкой повысится, и вода начнет через нее переливаться. Если в гребне стенки сделать специальный вырез, то вода будет переливаться через порог этого выреза. Стенка, через которую переливается вода, называется водосливной стенкой.

Водосливом называется то безнапорное отверстие (вырез, сделанный в стенке), через которое протекает вода (рис. 1.1). Или по-другому, водосливом называется преграда на пути потока, через которую переливается вода.

Рекомендуемые материалы

Рис. 1.1

ВБ – верхний бьеф – участок потока перед водосливом;

НБ – нижний бьеф – участок потока за водосливом;

гребень водослива – верхняя кромка водосливного порога;

H – статический напор на гребне (пороге водослива) – превышение уровня воды над гребнем водослива на расстоянии (3…5) H от порога    (до заметного начала        кривой спада);

P_в.б., P_н.б. – высота порога водослива (соответственно, со стороны ВБ и НБ);

h_в.б.,  h_н.б.  - глубина потока в ВБ и НБ;

z = P_н.б. + H – h_н.б. – перепад;

B – ширина потока (по урезу воды) перед водосливом (в ВБ);

b – ширина отверстия водослива (длина гребня водослива);

v_o – скорость подхода (на удалении (3…5)H от порога); приближенно

 где Q – расход воды через водослив. Если v_o < 0,5 м/c, принимают v_o = 0.

H_o – полный напор на водосливе:

(при v_o < 0,5 м/c  Ho @ H).

6.1.2. Классификация водосливов

1. По типу порога водослива:

а)   водосливы     с     тонкой    стенкой (рис. 1.1,а). Струя не прилипает к оголовку.

S  £  (0,1 … 0,5).H.

в)   водосливы   с   широким   порогом

- с     острой       передней      кромкой

2H £ S £ 10H;

 -  с  закругленной  передней  кромкой

2,5H £ S £ 15H 

г) водослив практического профиля (рис. 1.1,б).

Если струя прижимается к сливной грани водослива (давление во всех точках больше атмосферного) – водослив безвакуумного профиля.

2. По типу сопряжения струи с потоком в нижнем бьефе:

а) незатопленные (неподтопленные) водосливы, уровень воды в нижнем бьефе не влияет на расход воды через водослив (рис. 1 – 1);

б) затопленные (подтопленные) водосливы (рис. 1 – 5, 1- 9); h_п = H – z – высота подтопления (глубина подтопления) водослива (у незатопленных водосливов H £  z, h_п = 0);

3. В зависимости от соотношения ширины отверстия водослива b и ширины потока B:

а) водосливы без бокового сжатия  - b = B (рис. 1.2,а);

б) водосливы с боковым сжатием – b < B;  b_c – ширина струи в сжатом сечении (1.2,б).

Рис. 1.2

4. По геометрической форме водосливного отверстия (рис. 1.3):

Рис. 1.3

Информация в лекции "Глоссарий по предмету МГП и СМИ" поможет Вам.

а) прямоугольные; б) треугольные; в) трапецеидальные; г) круговые; д) параболические и т.д.

5. В зависимости от расположения водослива в плане (рис. 1.4):

Рис. 1.4

а) прямые или лобовые; б) косые; в) боковые.