- •1)Развитие гидравлики как наукиПрименение и значение гидравлики в современной технике, в лесной и деревообрабатывающей промышленности.
- •5) Гидростатическое давление и его свойства. Единицы измерения.
- •35) Закон Паскаля
- •26) Гидравлический удар в напорных трубопроводах и способы его предотвращения
- •6) Основное уравнение гидростатики. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости
- •7)Пьезометрическая высота и пьезометрический напор. Их геометрический и физический смысл.
- •14) Виды движения жидкости
- •9) Приборы для измерения давления
- •12) Плавание тел. Закон Архимеда
- •10) Силы давления жидкости на плоские поверхности. Определение точки приложения.
- •11) Силы давления жидкости на криволинейные поверхности. Определение точки приложения.
- •13) Остойчивость плавающих тел, полностью или частично погруженных в жидкость
- •20) Два режима движения жидкости. Критерий рейнольдца
- •21) Гидравлический расчет простых длинных трубопроводов
- •27) Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре
- •28 ) Истечение жидкости через насадКи. Типы насадков и их применение в технике.
- •29) Истечение жидкости при переменном напоре. Опорожнение сосудов
- •31) Центробежные насосы. Устройство и принцип действия
- •30) Характеристика центробежных насосов.
- •19) Равномерное движение жидкости в открытых руслах
- •18) Общие сведения о гидравлических потерях. Виды гидравлических потерь. Гидравлический уклон.
- •2 3) Местные гидравлические сопротивления
- •17) Уравнение бернулли для потока реальной жидкости Графическое изображение членов уравнения
- •24) Расчет гидравлически коротких трубопроводов. Особенности расчёта сифонов
19) Равномерное движение жидкости в открытых руслах
Открытые русла классифицируются:
1. По площади живого сечения потока - на призматические (форма и размеры элементов поперечного сечения постоянны, площадь живого сечения потока меняется только в связи с изменением глубины) и непризматические (форма русла, геометрические размеры какого-либо элемента по* перечного сечения меняются по длине потока);
2. По форме поперечного сечения - правильной формы (треугольные, прямоугольные, круговые и т.п.) и неправильной формы (русла составного профиля),
3. По величине продольного уклона - с прямым уклоном дна (i > 0), горизонтальные (i= 0), с обратным уклоном (i < 0).
В руслах трапецеидального поперечного сечения (каналах) (рис.11.1): площадь живого сечения
5
ширина русла по свободной поверхности потока смоченный периметр
гидравлический радиус
гдеb - ширина канала по дну; h - глубина воды в канале, m1,m2 - коэффициенты заложения откосов,
При определении геометрических параметров элементов русел прямоугольного и треугольного поперечных сечений следует пользоваться теми же зависимостями, принимая для прямоугольных т = О, а для треугольных b = 0.
Для русел криволинейного поперечного сечения определение элементов живого сечения потока весьма сложный процесс. При расчете типовых сечений (круглого и параболического) используются вспомогательные таблицы, приведенные в прил. 9.
Для русел круглого поперечного сечения (рис. 11.2) радиусом г в прил. 9 в зависимости от относительной глубины наполнения при-
водятся относительные — площадь живого сечения ( , смоченный периметр, ширина русла
по свободной поверхности потока , гидравлический радиус . Задачи, связанные с определением необходимой степени заполнения поперечного1 сечения трубы, при заданном расходе решаются подбором.
Для русел параболического поперечного сечения (рис. 11.3), описываемых уравнением
>
соответствующие относительные характеристики выражаются как , где р - параметр параболы. Их значения приведены в прил. 9.
При равномерном движении потока в открытом русле средняя в сечении скорость определяется по формуле Шези
где С — коэффициент Шези; R — гидравлический радиус; i — уклон дна русла.
Коэффициент Шези С зависит от шероховатости стенок и дна, формы и размеров русла. Его используют при расчете открытых русел, шероховатость стенок которых соответствует зоне квадратичного сопротивления.
Для открытых русел при определении коэффициента Шези используется формула Павловского:
где п - коэффициент шероховатости русла, у - переменный показатель степени.
Показатель степени у зависит от шероховатости и размеров русла. При расчете открытых русел можно принимать . Более подробно
расчет открытых русел изложен в работах
Величина называется скоростной характеристикой, с учетом этого скорость потока
Соответственно расход воды в русле
По формуле Н.Н. Павловского
где п - коэффициент шероховатости русла, z - показатель степени, который можно определить по формуле
Величина называется расходной характеристикой, с учетом
этого расход Каналы, сечение которых при неизменной площади О) характеризуются наименьшим значением смоченного периметра и, следовательно, наибольшим значением гидравлического радиуса согласно формуле Шези обладают наибольшей пропускной способностью при равномерном движении. Такое сечение канала называется гидравлически наивыгоднейшим. Оно также может быть определено как сечение с наименьшей площадью (0 и наибольшей средней скоростью течения!) при заданных значениях i,n,Q. На сооружение каналов с гидравлически наивыгоднейшими сечениями затрачивается минимум земляных работ (площадь сечения) или минимум работ по укреплению дна и берегов (смоченный периметр). Из различных форм живого сечения наиболее выгодным будет полукруглое сечение, так как в этом случае при заданной площади будет наименьший смоченный периметр. На практике чаще всего делают трапецеидальные или параболические сечения, так как полукруг имеет в верхней части вертикальной стенки и требует бетонного или железобетонного укрепления.