ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Удельная энергия потока и удельная энергия сечения из "Гидравлика. Кн.2 " Механическая энергия массы жидкости, протекающей в единицу времени через выбранное живое сечение потока, отнесенная к единице веса и определяемая относительно произвольной горизонтальной плоскости, называется удельной энергией потока и обозначается Е. [c.7] При анализе изменения Е вдоль потока последняя должна вычисляться для всех живых сечений относительно единой горизонтальной плоскости. [c.7] Вниз по течению удельная энергия потока Е для установившегося движения должна всегда уменьшаться АЕ1А1 0), так как само движение и происходит за счет расходования этой энергии. [c.7] Проведем теперь плоскость сравнения 0—0 не произвольно, а через низшую точку данного сечения 0 —0 на рис. 15.2). [c.7] Понятие об удельной энергии сечения удобно при анализе установившегося движения жидкости в открытом русле. Заметим также, что Э вычисляется в каждом живом сечении потока относительно своей горизонтальной плоскости сравнения. [c.7] Смысл последнего положения заключается в том, что при равномерном движении работа силы тяжести полностью расходуется на преодоление сил сопротивления и изменения удельной энергии сечения не наблюдается. Если же К Ко, средняя скорость потока будет меньше, чем при равномерном движении, гидравлические сопротивления уменьшатся и часть работы силы тяжести даст постепенное накопление удельной энергии сечения вниз по течению. При К . Ко картина будет обратная, т. е. на преодоление сопротивлений будет затрачиваться больше энергии, чем может дать работа силы тяжести, и дополнительно требующаяся энергия будет заимствоваться из удельной энергии нижележащих сечений, т. е. dd/dl 0. [c.8] В заключение отметим, что при t = 0 или i 0 из равенства (15.15) следует только отрицательное значение производной ddidl. [c.8] Рассмотрим зависимость удельной энергии сечения Э от глубины наполнения h при заданной форме поперечного сечения русла и при Q = onst. [c.8] Следовательно, функция Э = / (Л) на графике удельной энергии сечения (рис. 15.3, а) должна иметь вид кривой с двумя ветвями, уходящими в бесконечность при Л- О и при Л- - оо. При этом Эпат отобразится прямой — биссектрисой координатного угла, а. 9кин — некоторой кривой второго порядка. [c.9] характеризующая изменение удельной энергии сечения в зависимости от А, асимптотически приближается к биссектрисе координатного угла и к оси абсцисс и имеет экстремальную точку при некотором значении глубины наполнения. [c.9] Глубина потока, при которой удельная энергия сечения для заданного расхода в данном русле достигает минимального значения, называется критической глубиной и обозначается Акр. [c.9] Выявление состояния потока, таким образом, производится путем сопоставления фактического значения А с А р. [c.9] что с уменьшением А (при данных неизменных условиях) значения av l2g увеличиваются, и наоборот. [c.10] Знание критической глубины необходимо не только для определения состояния потока, но и для выполнения ряда гидравлических расчетов, а также для анализа в безразмерных координатах результатов исследований. [c.10] Уравнение (15.17) называется уравнением критического состояния. Для русла произвольной ( )ормы в общем виде оно решается подбором или гра( )оаналитнчески. (На рис. 15.4 показаны некоторые виды поперечных сечений призматических русл). [c.10] Для русла правильного поперечного сечения возможны более простые решения. [c.11] Для наглядности приведем график (рис. 15.6) зависимости критической глубины в прямоугольном русле Акр от q. При построении графика взят практически максимальный диапазон изменения значений удельного расхода q, аа = 1,1 и г = 9,81 м/с. [c.12] Очевидно, что А р. т/Акр = Vzn. [c.12] Задаваясь различными значениями 2т, можно получить из (15.21) соответствующие 2п и затем значения отношения Лкр, т/Лкр- Эти значения сведены в табл. П.15.1. [c.13] Вернуться к основной статье