To tylko jedna z 14 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
PRZEPŁYWY W KANAŁACH OTWARTYCH
PRZEPŁYWY CIECZY W KANAŁACH OTWARTYCH
PODSTAWOWE POJĘCIA
W kanale otwartym ciecz posiada lustro będące pod ciśnieniem otaczającej atmosfery.
Dotyczy to również przewodów zamkniętych wypełnionych tylko częściowo cieczą np.
przewody kanalizacyjne.
Przekrój przepływowy - część przekroju poprzecznego przewodu (tzn. przekroju
prostopadłego do linii środkowej), przez którą przepływa ciecz.
Można opisać dwoma współrzędnymi: B –szerokość , h - głębokość
Przekrój poprzeczny koryta naturalnego.
Promień hydrauliczny
Rh=A/U
gdzie:
A – pole powierzchni przekroju przepływowego,
U – obwód zwilżony, tj. długość krzywej przecięcia przekroju poprzecznego ze
ścianami zwilżonymi.
Izotacha – linia przechodząca przez punkty jednakowej prędkości. Izotachą zerową jest
obwód zwilżony.
Linie stałej prędkości – izotachy w kanale otwartym
1
PRZEPŁYWY W KANAŁACH OTWARTYCH
A/U
A/U
Parametry geometryczne przekrojów kanałów otwartych
Przykładowe kształty zamkniętych kanałów kanalizacyjnych o przekrojach
a) kołowym, b) jajowym, c) gruszkowym, d) nieckowym
2
PRZEPŁYWY W KANAŁACH OTWARTYCH
Oś geometryczna - linia łącząca środki ciężkości przekrojów przepływowych.
J
Jw
Z2
Z1
Jo
Ruch cieczy w kanale otwartym
gdzie:
αi (i = 1, 2) – współczynnik Coriolisa (Saint-Venanta) zdefiniowany wzorem
(vl – prędkość lokalna)
vi (i = 1, 2) – średnia prędkość przepływu w danym przekroju,
pi (i = 1, 2) – nadciśnienie w środku pola przekroju,
Hi (i = 1, 2) – wysokość niwelacyjna środka pola przekroju,
zi (i = 1, 2) – wysokość niwelacyjna dna,
∆hs12 – wysokość strat energetycznych na odcinku między przekrojami 1 i 2,
Ponieważ w kanale otwartym nad powierzchnią swobodną panuje takie samo ciśnienie
p1=p2=po, linię ciśnień tradycyjnie rysuje się na wysokości zwierciadła cieczy.
Wartości współczynnika Saint-Venanta
Rodzaj kanału
α
min.
śr.
max.
przewód kołowy zamknięty, przepływ laminarny
2
2
2
przewód kołowy, zamknięty, przepływ turbulentny
1
1,06 1,3
Koryta regularne, przelewy
1,1 1,15 1,20
Rzeki, potoki
1,15 1,30 1,50
Rzeki pokryte lodem
1,2 1,50 2,00
Doliny rzeczne, tereny zalewowe
1,50 1,75 2,00
3
PRZEPŁYWY W KANAŁACH OTWARTYCH
Spadek dna koryta
Spadek dna nie zależy od napełnienia i zmienia się stosunkowo wolno.
Spadek zwierciadła
Spadek hydrauliczny jest równy spadkowi linii energii
W praktyce
α1= α2, oraz
v1=v2 więc można przyjąć
J≈Jw.
Jeżeli dodatkowo zachodzi równość h1=h2 (przepływ równomierny, jednostajny) to
J=Jw=Jo=sin β
Ruch jednostajny – przepływ ze stałą prędkością (v1=v2= vo) oraz przy stałej głębokości
(h1=h2= ho)
vo i ho są nazywane prędkością i głębokością normalną
Jeżeli ruch jest ustalony to równanie Bernouliego dla przekrojów 1 i 2 ma postać
4
PRZEPŁYWY W KANAŁACH OTWARTYCH
ROZKŁADY PRĘDKOŚCI W PRZEKROJACH:
POZIOMYM I PIONOWYM
vl
Rozkład prędkości w przekroju poziomym prostoosiowego kanału o niezmiennym
polu przekroju poprzecznego A i szerokości b możemy określić wzorem przybliżonym
b
Założony rozkład
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)