Przepływ w kanałach otwartych

Nasza ocena:

3
Pobrań: 154
Wyświetleń: 1092
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Przepływ w kanałach otwartych - strona 1 Przepływ w kanałach otwartych - strona 2

Fragment notatki:

  Przepływ w kanałach otwartych. Duża część praktycznych zagadnień ruchu cieczy w kanałach otwartych związanych jest z  przepływem ustalonym, istnieje jednak wiele problemów, dotyczących przepływu w  kanałach naturalnych, których opis wymaga analizy zjawisk nieustalonych czyli zmiennych  w czasie. Zmienność ta może mieć charakter powolny (przejście fali wezbraniowej) lub  gwałtowny ( nagłe przejście fali spowodowane katastrofą zapory). W hydraulice "kanał  otwarty" oznacza taki przewód lub kanał, w którym przepływ odbywa się ze swobodną  powierzchnią. W przepływie tym tylko część całego przekroju poprzecznego kanału  wypełniona jest cieczą (podczas gdy przepływ pod ciśnieniem odbywa się pełnym  przekrojem poprzecznym przewodu). Do opisu pola przekroju poprzecznego strumienia w  czasie przepływu ze swobodną powierzchnią potrzebna jest znajomość geometrii kanału  oraz informacja o jego napełnieniu. Wielkość ta jest definiowana przez głębokość przepływu  lub rzędną zwierciadła wody w kanale. Na podstwie napełnienia kanału określane są kolejne  paramety związane z przekrojem czynnym (czyli częścia całego przekroju, która  uczestniczy w przepływie): szerokość strumienia na wysokości zwierciadła wody B, pole  przekroju czynnego F, obwód zwilżony Oz oraz promień hydrauliczny Rh. Rh=F/Oz Inne parametry opisujące kanał otwarty to spadek dna kanału s oraz wielkości określające  opory ruchu w kanale (najczęściej definiowane jako wsp. Manninga ɳ). Jego wartość zależy  od rodzaju kanału, materiału z jakiego wykonane są ściany boczne i dno, obecności  roślinności, form dennych,zjawisk lodowych w rzekach itp. Przepływy ustalone w kanałach otwartych opisywane są układem równań Bernouliego i  ciągłości, które w przypadku braku dopływu bocznego do kanału ma postać: Q=const. Q=F*v,  gdzie Q-natęzenie przepływu, F-pole przekroju czynnego, v-średnia prędkość przepływu w  przekroju poprzecznym Warunkiem powstania przepływu jednostajnego(wartość v nie ulega zmianie wzdłuż kanału)  jest niezmienność powierzchni przekroju czynnego wzdłuż kanału. Jest to możliwe gdy  kanał jest pryzmatyczny(kształt przekroju poprzecznego, spadek dna i szorstkość się nie  zmieniają) i dostatecznie długi(warunki na początku i końcu kanału nie wpływają na  położenie zwierciadła wody) oraz brak dodatkowych czynników wymuszających w sposób  sztuczny układ zwierciadła wody. Przepłw ustalony w kanale otwarym rzadko występuje,  najczęściej spotykamy się z przepływem niejednostajnym. Równanie Bernouliego dla strumienia cieczy przepływającej przez kanał otwarty:

(…)

… się z przepływem niejednostajnym.
Równanie Bernouliego dla strumienia cieczy przepływającej przez kanał otwarty:
z1 + p1/(ρ*g) + (α1*v1^2)/2g = z2 + p2/(ρ*g) + (α2*v2^2)/2g + hstr1-2
gdzie: z1,z2-wysokości położenia kanału, p1,p2- wartości ciśnienia w punktach na dnie
kanału, v1,v2- średnie prędkości przepływu, ρ- gęstość cieczy, g-przysp. Ziemskie, hstr1-2-
straty energii mechanicznej na odcinku 1-2, α1, α2- wsp…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz