ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Неравномерное движение поярков со свободной поверхностью из "Механика жидкости " Рассмотрение установившихся неравномерных течений мы завершим тем, что приведем некоторые основные сведения о неравномерных в пространстве потоках жидкости со свободной поверхностью. При анализе таких потоков мы снова можем использовать упрощения, вытекающие из несжимаемости жидкости. Вместе с тем мы теряем при этом значительные преимущества, связанные с определенностью границ в напорных потоках. В открытых потоках давление на свободной поверхности постоянно, однако положение этой поверхности заранее неизвестно. [c.372] 13 при анализе равномерного движения со свободной поверхностью было найдено, что такое равномерное движение может иметь место только тогда, когда ускоряющая движение сила тяжести уравновешивается тормозящими силами сопротивления на границах потока. В этом случае свободная поверхность является плоскостью, параллельной дну канала, положение которой определяется постоянным значением глубины потока. [c.372] Эти два случая задания условий на свободной поверхности и рассматриваются ниже. [c.374] Это минимальное значение коэффициента сжатия, которое люжет быть получено для свободной струи. Мы смогли использовать одномерный анализ для этого специального случая только потому, что распределение давлений на всех вертикальных границах можно было положить гидростатическим. Если длину внутреннего насадка сократить до нуля, то мы получим картину течения как на рис. 14-30, и распределение давлений на вертикальной степке уже не будет гидростатическим. [c.376] Если в граничные условия на поверхности струи включить силы тяжести, то вместо условия (14-70) следует использовать (14-69). В этом случае изменению расхода соответствует изменение геометрии струи. [c.377] Водослив,ные грани плотин очерчиваются по нижней поверхности струи за водосливом с острым ребром при определенном проектном напоре. Нижняя твердая граница мало влияет на коэффициент расхода проектируемого водослива однако на ней развивается пограничный слой, толщина которого увеличивается до тех пор, пока не становится равной глубине потока. Сопротивление поверхности водосливной грани препятствует ускорению падающей струи под действием силы тяжести. При достаточно большой длине водослива на нем формируется равномерный поток с постоянной глубиной. [c.378] В ЭТОМ случае потерями энергии уже нельзя пренебрегать. [c.383] Рассмотренный в этом разделе метод применим к прямоугольным каналам, однако не представляет принципиальных трудностей развить его для других форм поперечного сечения [Л. 18]. [c.384] Как следует из (14-96), свободная поверхность становится параллельной дну, когда h приближается к нормальной глубине ha. [c.385] Критический уклон. Уклон, при котором для заданного расхода в канале заданной формы и шероховатости Vq=Vk, /iq = Ak (Vo — скорость равномерного движения). [c.386] Фактическая местная глубина может быть больше или меньше нормальной или критической глубин в зависимости от вида регулирующих устройств, управляющих потоком. Возможные формы свободной поверхности, описываемые уравнением (14-96) при прямом уклоне дна (г о 0), показаны на рис. 14-38. [c.386] Изменяя далее глубину подсчитывая новые Ai, получаем в итоге кривую поверхности в виде зависимости глубины от расстояния. [c.388] По аналогии с ударными волнами в газах Fr i должно быть больше единицы, так как прыжок имеет место только при переходе от бурного потока к спокойному. Прерывную волну перемещения (или движущийся гидравлический прыжок) можно получить, изменив систему отсчета, как это было описано при рассмотрении ударных волн в газе. [c.390] Косые ударные волны также имеют аналог в виде косых гидравлических прыжков. Прыжки такого типа возникают, как показано на рис. [c.390] Соответствующий график приведен на рис. 14-42. [c.391] Вернуться к основной статье