Водослив с широким порогом

Водосливом с широким порогом называется водослив, имеющий горизонтальный порог, длина которого δ в 2-3 раза превышает напор Н
(рис. 17.11). Обычно считается, что на пороге его имеет место плавноизменяющееся движение, близкое к параллельно-струйному.

Рис. 17.10 Рис. 17.11

Незатопленный водослив. Незатопленный водослив с широким порогом характеризуется наличием двух перепадов свободной поверхности – в начале и в конце порога (рис. 17.11). Водослив считается незатопленным, когда уровень нижнего бьефа расположен ниже порога водослива, или когда высота подтопления меньше 0,8 напора, т.е. условие незатопленного водослива с широким порогом будет

h_b < p или (h_b - p) < 0,8 Н.

В конце горизонтальной части порога устанавливается примерно постоянная глубина h = h_к – критическая глубина.

Расход черезнезатопленный водослив с широким порогом определяется по формуле (17.3). Коэффициент расхода водослива с широким порогом при отсутствии бокового сжатия изменяется в пределах m = 0,320-0,385 и может быть определен по специальным формулам.

Затопленный водослив. Водослив с широким порогом считается затопленным, когда уровень нижнего бьефа находится выше порога водослива на величину более 0,8 Н₀. Все необходимые коэффициенты для расчета водосливов с широким порогом берутся из таблиц или по полуэмпирическим формулам и здесь не приводятся.

Гидравлический прыжок

Общие сведения

Гидравлическим прыжком называется явление резкого перехода потока от глубины меньше критической к глубине больше критической (рис. 18.1). Существует несколько видов гидравлического прыжка, например, с образованием поверхностного вальца – совершенный прыжок (рис.18.1) или без явно выраженного вальца в форме волны – так называемый прыжок-волна (рис.18.2).

Рис. 18.1 Рис. 18.2

Рис. 18.1 Рис. 18.2

Так как при бурном состоянии потока глубина h меньше критической h_к, а приспокойном состоянии h >h_к, то при гидравлическом прыжке всегда имеет место переход от бурного состояния потока в спокойное состояние.

Основные геометрические элементы совершенного гидравлического прыжка:

- глубины h₁ и h₂ – глубины до и за прыжком называются сопряженными; при этом h₁ называется первой сопряженной глубиной, а h₂ – второй сопряженной глубиной;

- высота прыжка Δh = h₂-h₁ – разность сопряженных глубин;

- длина прыжка l_n – длина горизонтальной проекции поверхностного вальца (рис.18.1).

Гидравлический прыжок возникает во многих гидротехнических сооружениях и поэтому представляет практический интерес. Рассмотрим совершенный прыжок, который характерен значительной разностью глубин до и после прыжка. Основной задачей при расчете гидравлического прыжка является определение сопряженных глубин и длины прыжка.