Классификация водосливов


 

Гидравлическое явление перелива потока жидкости через стенку или порог называют водосливом.

Водосливом также называют стенку или порог, стоящие на пути движения потока жидкости.

Теория водослива положена в основу теории расчета плотин, в том числе лесосплавных плотин, водопусков, подмостовых отверстий, малых гидросооружений для пропуска воды в дорожном полотне, в земляных дамбах. Кроме того, водослив может служить точным прибором для измерения скоростей и расходов.

Акватория потока, расположенная выше водослива, называют верхним бьефом, ниже водослива - нижним бьефом.

Водосливы по своему назначению можно подразделить на водосливы, которые предназначаются для поддержания горизонтов воды в водохранилищах и сброса расходов воды (например, водосливы с широким порогом или практического профиля), и на водосливы мерные, служащие для замера расхода жидкости (например, с трапецеидальным или треугольным отверстием).

Водосливы также подразделяются:

- по типу стенки (порога) – на водосливы с тонкой стенкой, практического профиля и с широким порогом;

- по форме отверстия в стенке – на прямоугольные, треугольные, трапецеидальные, параболические и др.;

- по типу сопряжения переливающейся струи с потоком нижнего бьефа – на незатопленные и затопленные; горизонт воды в нижнем бьефе в первом случае не оказывает влияния на истечение, во втором – влияет на истечение воды через водослив;

- по очертанию в плане – на прямые, косые, криволинейные, ломанные, кольцевые и боковые.

Расход воды через водослив определяется по формулам

 

, (206)

 

или

 

, (207)

 

где - безразмерный коэффициент расхода;
  - то же, с учетом скорости подхода;
  - ширина водослива, м;
  - напор на гребне водослива, м, ;  
  - скорость подхода, .

 

Коэффициент расхода не является величиной постоянной и зависит от типа водослива, напора, скорости подхода, наличия бокового сжатия, подтопления и других условий.

Значения коэффициентов m для неподтопленных водосливов при ориентировочных расчетах рекомендуется принимать следующие:

- с тонкой стенкой 0,42;

- без вакуумного практического профиля 0,45;

- вакуумного 0,5;

- с широким порогом 0,32-0,35.

Коэффициент расхода через незатопленный водослив с тонкой стенкой без бокового сжатия струи (рис. 62а) определяется по формуле

 

; (208)

Рис. 62 Водослив с тонкой стенкой

 

При условии и

 

(209)

 

где Н - напор, м;

- высота стенки со стороны верхнего бьефа, м.

 

Водослив становится затопленным при выполнении следующих условий:

- уровень нижнего бьефа должен быть расположен выше порога водослива;

- сопряжение падающей с водослива струи с нижним бьефом должно происходить при затопленном прыжке.

Для затопленного водослива с тонкой стенкой расход определяется по формуле

 

, (210)

 

где - коэффициент затопления.

 

Водослив с широким порогом (рис. 63) является наиболее распространенным типом водосбросного сооружения и представляет собой порог с горизонтальной сливной плоскостью длиной и с произвольно очерченными верховой и низовой гранями.

 

Рис. 63. Водослив с широким порогом

 

Расход воды через водослив с широким порогом определяется по формуле

 

, (211)

 

где - коэффициент, учитывающий сжатие потока;
  - коэффициент затопления;
  - коэффициент расхода водослива в условиях плоской задачи;
  - длина гребня водослива, м;
  - напор с учетом скорости подхода, м.

 

Коэффициент расхода m рекомендуется определять согласно исследованиям проф. А.Р. Березинского.

Водосливы практических профилей бывают безвакуумные и вакуумные, а по своему очертанию – криволинейные, прямоугольные, трапецеидальные и полигональные.

При проектировании ответственных сооружений коэффициент расхода водослива определяется на основании лабораторных гидравлических исследований.

 

 



Дата добавления: 2017-05-02; просмотров: 1824;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.012 сек.