To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
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)