Вопрос 30. Колодец на водонепроницаемом грунте. Поглощающий и артезианский колодцы, водосборная галерея (дрена).

Колодец на водонепроницаемом слое

Соевршенный колодец, приток грунтовых вод происходит по периферийной части. А-А – естеств. Ур-нь грунтовых вод до откачки, Н – его высота, мощность водоносного пласта.

Уравнение кривой депрессии:

Радиус влияния колодца: , где s = H – h₀ снижение ур-ня воды в колодце (s), k – коэф-т фильтрации

Поглощающий (абсорбирующий) колодец

Для осушения поверхности. Движение грунтовой воды направлено от оси (вода просачивается из колодца в водоносный пласт).

Поглощающая способность колодца:

Артезианский колодец (напорное движение воды)

Колодец, питающийся из пласта, который прикрыт сверху водонепроницаемым слоем, причем грунтовые воды, кот. насыщают этот пласт, находятся под давлением выше атмосферного.

А-А – линия естеств. напора грунтовых вод, t –толщина пласта

Кривая депрессии = кривая напоров

Уравнение кривой напоров

Дебит колодца

Водосборная галерея (дрена)

Дно галереи располагается на водоупоре.

Уравнение кривой депрессии

;

q = Q/b – односторонний приток грунтовой воды на ед. длины галереи, x – расстояние произвольного живого сечения от галереи, h – глубина грунт. воды, L – длина влияния галереи, i_ср – ср.уклон кривой депрессии (зависит от рода грунта 0,15-0,0003)

Полный расход: ,

Вопрос 31. Понятие о гидравлическом подобии. Геометрическое, кинематическое и динамическое подобие. Критерии гидродинамического подобия.

Гидродинамическое подобие – это подобие потоков несжимаемой жидкости, включающее в себя подобие геометрическое, кинематическое и динамическое.

Геометрическое подобие – понимают подобие тех поверхностей, которые ограничивают потоки жидкости (подобие русел или трубопроводов, по которым течёт жидкость).

l_н/l_м = L_λ, где l_н – произв.размер натуры, l_м – соответств.размер модели, L_λ – коэф-т пропорц-ти.

α_н = α_м, соответств.углы натуры и модели

ω_н/ω_м = L_λ² – отношения площадей, W_н/W_м = L_λ³ – отношение объемов

Кинематическое подобие – отношения скоростей всех соответств. частиц ж. равны между собой, а траектории движения обеих систем геометрически подобны.

t_н/t_м = T_λ, a_н/a_м = L_λ/T_λ² Q_н/Q_м = L_λ³/T_λ

Динамическое подобие – две системы называются динамически подобными, если они кинематич. подобны и отношения масс соответствующих частиц обеих систем равны между собой или равны отношения между соответствующими силами, которые влияют на движение соответствующих частиц ж.

F_н/F_м = F_λ

Характеристическое уравнение

В потоках жидкостей обычно действуют разные силы – силы давления, силы вязкого трения, силы тяжести, инерционные силы. Соблюдение пропорциональности всех сил, действующих в потоке, означает полное гидродинамическое подобие.

На практике полное гидродинамическое подобие достигается редко, поэтому обычно приходится ограничиваться частичным (неполным) гидродинамическим подобием, при котором имеется пропорциональность лишь основных сил.

Критерии гидродинамического подобия

Общий закон подобия (Закон подобия Ньютона)

Выражение слева – отношение сил инерции к действующим силам, число Ньютона (Ne)

Критерий подобия при моделировании силы тяжести:

Т.о., безразмерное число, зависящее от длины, скорости и ускорения своб.падения, должно быть одинаковым для двух динамически подобных систем, движение которых определяется силой тяжести – критерий Фруда (Fr).

Критерий подобия при моделировании сил внутреннего трения

Критерий Рейнольдса (Re)

В знаменателе – кинаметический коэф-т вязкости

Другие критерии подобия

1. Гл. сила – сила давления: кр-й Эйлера (Eu)

2. Гл. сила – сила поверхн. натяжения: кр-й Вебера (We)

3. Гл. сила – сила упругости (сжимаемости)кр-й Маха (М)

4. Гл. сила – подъемная сила: кр-й Ричардсона (Ri)

Подобие при действии двух главных сил:

Кр-й Галлилея Ga