Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Wydział Melioracji i Inżynierii Środowiska KATEDRA BUDOWNICTWA WODNEGO MECHANIKA PŁYNÓW dr inż.
Download
Report
Transcript Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Wydział Melioracji i Inżynierii Środowiska KATEDRA BUDOWNICTWA WODNEGO MECHANIKA PŁYNÓW dr inż.
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Wydział Melioracji i Inżynierii Środowiska
KATEDRA BUDOWNICTWA WODNEGO
MECHANIKA PŁYNÓW
dr inż. Paweł Zawadzki
www.up.poznan.pl/kbw/dydaktyka/mechanikaplynow.html
WYPŁYW SPOD ZASYWY
Przykładem ruchu gwałtownie zmiennego jest m.in.
wypływ spod zasuwy i powstający poniżej odskok
hydrauliczny.
W zależności od napełnienia koryta w dolnym
stanowisku wypływ spod zsuwy możemy podzielić na:
-wypływ niezatopiony (swobodny),
-wypływ zatopiony.
SWOBODNY WYPŁYW SPOD ZASYWY
Prędkość wypływu wody spod zasuwy można obliczyć z
zależności:
v 2 g H p ho
natomiast natężenie wypływu z wzoru:
Q ab 2 g H p ho
gdzie współczynnik wydatku przyjęto
SWOBODNY WYPŁYW SPOD ZASYWY
Współczynnik dławienia przepływu wyznaczmy z
zależności:
0,043
0,57
a
1,1
Hp
A głębokość w przekroju zdławienia:
ho a
SWOBODNY WYPŁYW SPOD ZASYWY
Przyjęto oznaczenia:
b – szerokość koryta, m;
a – wysokość podniesienia zasuwy, m;
Hp – wysokość piętrzenia wody, m;
– współczynnik dławieni;
f – współczynnik prędkości;
– współczynnik wydatku.
SWOBODNY WYPŁYW SPOD ZASYWY
Przykład I Obliczyć natężenie wypływu spod zasuwy:
b = 1,5 m;
0 .04 3
0
.57
a = 0,2 m;
0 .61 2
a
1 .1
Hp = 3,0 m;
Hp
f =0,97.
h o a
h o 0 .12 2
v f 2 g ( H p h o)
v 7 .28 9
f
Q a b 2 g ( H p h o)
Q 1 .33 7
SWOBODNY WYPŁYW SPOD ZASYWY
Przykład II
Sprawdzić czy
wypływ jest
niezatopiony
(obliczyć
głębokość
normalną w
korycie
odpływowym).
Oblicz enie głębokości normalnej
n 0 .01 8
io 0 .00 1
A ( x) b x
( x) b x 2
Rh( x)
2
1
3
v ( x) Rh( x) io
n
A ( x)
( x)
Q( x) A ( x) v ( x)
1
0.95
0.9
0.85
0.8
x
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.5 0.57 0.63 0.7 0.77 0.83 0.9 0.97 1.03 1.1 1.17 1.23 1.3 1.37 1.43 1.5
Q( x)
H 0 .91 6
Q( H) 1 .33 7
SWOBODNY WYPŁYW SPOD ZASYWY
Wypływ spod zasuwy jest niezatopiony jeżeli jest spełniony
warunek (odskok hydrauliczny powstanie w pewnej
odległości od zasuwy):
Hp
H H
2
1 4
1
ho ho
ho
H
1 6 3.5 64
ho ho
H
Hp
4 f
1 8 8.5 4
ho
2
W przykładzie II wypływ spod zasuwy jest niezatopiony.
WYPŁYW SPOD ZASYWY ZATOPIONY
Wypływ zatopiony spod zasuwy będzie występował w
przypadku powstania bezpośrednio za zasuwą odskoku
zatopionego. Wydatek w tym przypadku określamy z
zależności:
Q ab 2 g H p hz
gdzie:
M
M
2
hz H M H p
2
4
H ho
M 4 a
H ho
2 2
,
WYPŁYW SPOD ZASYWY ZATOPIONY
PRZYKŁAD III Jak zmieni się wypływ spod zasuwy jeżeli
zwiększymy podniesienie zasuwy do a = 0.5 m.
2
1.95
0.57
0.043
1.1
a
1.9
0.616
1.85
Hp
h o a
1.8
h o 0.302
x
1.75
1.7
v f 2 g ( H p h o)
v 7.057
1.65
1.6
f
Q a b 2 g ( H p h o) Q 3.257
Wypływ zatopiony.
1.55
1.5
2.5 2.57 2.63 2.7 2.77 2.83 2.9 2.97 3.03 3.1 3.17 3.23 3.3 3.37 3.43 3.5
Q( x)
H 1 .87 4
H
ho
H
ho
Q( H) 3 .25 7
1 4 3.0 95
4 f
2
Hp
ho
1 3 2.8 91
WYPŁYW SPOD ZASYWY ZATOPIONY
2 2 H ho
M 4 a
H h o
M
hz
H M H p
2
4
M
2
Q a b 2 g ( H p h z)
M 0 .96 9
h z 1 .40 1
Q 2 .51
Wypływ zatopiony – maleje natężenie przepływu,
zmienia się głębokość normalna….
WYPŁYW SPOD ZASYWY ZATOPIONY
Obliczenia przeprowadzamy dla odczytanej z wykresu głębokości
normalnej. Wypływ spod zasuwy i natężenie przepływu w korycie
przy napełnieniu H muszą być sobie równe.
2
H 1.6802
2
Q( H) 2.858
1.95
2 2 H ho
1.9
M 4 a
1.85
M 0.947
H ho
1.8
M
hz H M H p
2
4
M
x 1.75
1.7
2
hz 0.928
Q a b 2 g ( H p hz)
Q 2.858
1.65
1.6
1.55
1.5 1.5
2.5 2.57 2.63 2.7 2.77 2.83 2.9 2.97 3.03 3.1 3.17 3.23 3.3 3.37 3.43 3.5
2.5
Q( x)
3.5
H
ho
H
ho
1 3 5.2 07
4 f
2
Hp
ho
1 3 2.8 91