ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Спокойные и бурные потоки. Критическая глубина из "Гидравлика " Механическая энергия массы жидкости, аротекаюир й в единицу времени через выбранное живое сечение потока, отнесенная к единице веса и определяемая относительно произвольной горизонтальной плоскости, называется удельной энергией потока Е. [c.155] Для потоков со свободной поверхностью мы в дальнейшем не будем учитывать атмосферное давление, постоянное во всех сечениях потока, и в выражении для Е будем принимать р как манометрическое давление. [c.155] Что же касается у.дельной эиер1 нн сечения Э, исчисляемой в каждом сечении относительно своей горизонтальной плоскости, то характер ее изменения вдоль потока требует специального выяснения. [c.155] Для дальнейших исследований условимся вычислять удельную энергию относительно плоскости, проходящей через низшую точку живого сечения (2о=0). [c.155] Удельную энергию в данном живом сечении относительно горизонтальной плоскости, проходящей через низшую точку этого сечения. называют удельной энергией сечения Э, т. е. [c.155] Понятие об удельной энергии сечения удобно для выяспсиня физической сущности ряда вопросов установившегося движения жидкости в открытых руслах. [c.155] Физический смысл этого положения заключается в следующем. [c.155] Если поток движется со средней скоростью меньшей, чем при равномерном режиме, то для преодоления пониженных в этом случае гидравлических сопротивлений уже не потребуется всей работы силы тяжести, и потому в сечениях, расположенных ниже, будет происходить некоторое увеличение удельной энергии сечения. [c.156] Наоборот, при движении потока со средней скоростью, большей, чем при равномерном режиме, на преодоление сопротивлений будет затрачено больше энергии, чем может дать работа сил тяжести, соответствующая уклону г на рассматриваемом участке и дополнительно требующаяся энергия будет заимствоваться из удельной энергии сечения, вследствие чего в каждом последующем сечении энергия сечения будет меньше, чем в предыдущем. [c.156] Один и тот же расход Q в зависимости от условий движения (уклон, шероховатость) может протекать в данном поперечном сечении русла с различной скоростью и, следовательно, с различной глубиной. [c.156] При этом если /г 0, имеем Эпот 0, а вследствие увеличения скорости Эа н оо и 3 - оо. [c.156] Таким образом, ясно, что если графически отобразить изменение удельной энергии сечения в зависимости от изменения глубин [Э = /(/г)], то должна получиться некоторая кривая с двумя ветвями, уходящими в бесконечность. [c.156] На рис. 15-4 для русла, показанного на чертеже, по оси ординат отложены глубины h, а по оси абсцисс — соответствующие значения удельной энергии сечения и ее сосгавляю-ш,их. [c.156] Потенциальная часть удельной энергии сечения Эпот = Л при этом отобразится прямой— биссектрисой координатного угла. Кинетическая часть удельной энергии сечения выразится некоторой кривой (пунктирная кривая) второго порядка. [c.156] Изменение удельной энергии сечения показано некоторой кривой удельной энергии сечения, приближающейся асимптотически к оси абсцисс и биссектрисе и характеризующейся минимальным значением Э при некотором значении глубины потока. [c.156] Обращаясь к кривой удельной энергии сечения, замечаем, что верхняя ее ветвь, соот ветствующая глубинам h h p, характеризуется увеличением значения 3 при увеличении глубины потока, тогда как нижняя ветвь, соответствующая глубинам /г /1кр, отличается уменьихением 3 при увеличении глубины потока. [c.156] Выявление состояния потока, таким образом, производится путем сравнения глубин потока со значением критической глубины, соответствующей данному потоку, к вычислению которой и перейдем. [c.157] Вернуться к основной статье