Неравномерное движение воды в призматических руслах с прямым уклоном дна
Исследование кривых свободной поверхности потока воды в открытых призматических руслах. Построение кривой свободной поверхности. Определение ее характеристики методами Чарновского и Павловского. Гидравлический прыжок. Изучение форм свободной поверхности.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.12.2013 |
| Размер файла | 71,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Неравномерное движение воды в призматических руслах с прямым уклоном дна
В призматических руслах при i>0 движение с расходом Q может быть как неравномерным, так и равномерным. Расход буде определяться по формуле
Q = k0
k0 - расходная характеристика при нормальной глубине h, тогда в формулу уклона на трение можно подставить k02i, имеем
il = ik02/k2
i - il =
основное дифференциальное уравнение неравномерного движения в открытом призматическом русле при прямом уклоне дня.
2. Неравномерное движение воды с нулевым и обратным уклоном
Равномерное движение может устанавливаться только в русле с прямым уклоном дна, поэтому в руслах с нулевым и обратным уклоном нормальной глубины не существует. Таким образом, формулу мы не сможем применять.
где ik; kk - критический уклон и расходная характеристика при критическом уклоне.
Исследование кривых свободной поверхности потока в открытых призматических руслах.
При неравномерном движении кривые свободной поверхности приближаются к линиям нормальной или критической глубины при уклоне большем нуля, которые остаются постоянными на протяжении всей длины.
1) глубина неравномерного движения стремится к нормальной h > h0 следовательно k > k0; > 0, тогда
Рисунок 1
Если производная стремится к нулю, то это означает, что глубина стремится стать постоянной по длине потока, а кривая свободной поверхности асимптотически приближается к линии нормальной глубины.
2) h > hkр. Следовательно, знаменатель стремится к нулю и > ?.
Рисунок 2
Если глубина приближается к критической, то производная стремится к бесконечности и, следовательно, функция h в этой точке претерпевает разрыв. Кривая свободной поверхности теоретически должна проходить нормально к линии критической глубины, но опыт показывает, что кривая свободной поверхности подходит к линии критической глубины под крутым углом, но не прямы.
3) h > ?, тогда k > ?, щ > ?, следовательно > I. В этом случае поверхность стремиться стать горизонтальной. Обычно это наблюдается в водопроводах и водоемах с большой глубиной.
Исследование форм свободной поверхности при i<ik.
Рисунок 3
I зона.
h>h0, h>hk, > 0
Рисунок 4
Это означает, что глубина вдоль движения возрастает. Она может изменяться от нормальной глубины до весьма большой. В начале кривая асимптотически приближается к линии нормальной глубины, а затем стремится стать горизонтальной.
3. Кривая подпора IIIa
Всего существует 12 типов кривых. Для построения кривой свободной поверхности предварительно необходимо установить форму кривой и исходные сечения. Такими сечениями могут быть сечения, где глубины известны, сечения перед перепадом при изменении уклона и т.д. После установления формы и исходного сечения необходимо определить количественные характеристики этой кривой. h=h(l).
1. Метод Чарновского.
Основан на непосредственном решении уравнения, в которое глубина входит в неявном виде.
2. Способ Павловского.
Основан на интегрировании дифференциального уравнения для призматических русел (i>0, i<0, i=0).
4. Гидравлический прыжок
Переход из бурного состояния в спокойное возможен только путем гидравлического прыжка.
Переход потока из бурного состояния в спокойное путем резкого изменения глубины называется гидравлическим прыжком.
Рисунок 5
вода русло призматический гидравлический
h1 и h2 - сопряженные глубины
Гидравлический прыжок происходит между сопряженными глубинами h1 и h2, это явление носит бурный характер.
Ниже линии АВС проходит основная транзитная струя, в которой и увеличивается глубина потока. Выше АВС располагается поверхностный валец, на нем происходит движение частиц в направлении обратном направлению основного потока. Между вальцом и транзитной струей происходит постоянный обмен частицами жидкости. Поверхность вальца имеет волнообразный характер, а жидкость, вращаясь в нем, захватывает частицы воздуха, поэтому он не прозрачен. Сам гидравлический прыжок постоянно совершает небольшие поступательные движения.
ln - длина прыжка, расстояние между изменяющимися глубинами.
lnn - длина предпрыжкового периода, здесь происходит переформирование профиля скоростей, пройдя эту длину жидкость начинает двигаться равномерно.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет площади живого сечения гидростенда. Определение объема канала и силы напора воды. Вычисление уклона свободной поверхности и гидравлического радиуса гидростенда. Определение коэффициента Шези для открытых потоков. Вывод по результатам вычислений.
лабораторная работа [56,0 K], добавлен 23.03.2017Определение коэффициента теплоотдачи при сложном теплообмене. Обмен теплотой поверхности твёрдого тела и текучей среды. Использование уравнения Ньютона–Рихмана при решении практических задач конвективного теплообмена. Стационарный тепловой режим.
лабораторная работа [67,0 K], добавлен 29.04.2015Поверхностные акустические волны - упругие волны, распространяющиеся вдоль свободной поверхности твёрдого тела или вдоль его границы с другими средами и затухающие при удалении от границ. Энергетические характеристики ПАВ, составление уравнения Ламе.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 17.01.2012Основное свойство жидкости: изменение формы под действием механического воздействия. Идеальные и реальные жидкости. Понятие ньютоновских жидкостей. Методика определения свойств жидкости. Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение.
лабораторная работа [860,4 K], добавлен 07.12.2010Определение числовых значений объёмного, массового и весового расхода воды, специфических характеристик режима движения, числа Рейнольдса водного потока, особенности вычисления величины гидравлического радиуса трубопровода в условиях подачи воды.
задача [25,1 K], добавлен 03.06.2010Глобулярное состояние макромолекул. Рассмотрение структуры дисперсных сред (эмульсий и микроэмульсий) и поверхностной пленки, образованной низкомолекулярным адсорбентом. Способы расчета свободной энергии поверхности. Модель амфифильной макромолекулы.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 28.10.2012Изучение топографии инженерных поверхностей. Определение упругого состояния и деформации. Конструирование кривой Коха (von Koch). Характеристика случайной фрактальной кривой. Броуновское движение на отрезке. Анализ функций Вейерштрасса-Мандельброта.
реферат [783,3 K], добавлен 23.12.2015Анализ противоречий в механизмах протекания электрического тока в проводниках. Обзор изменения состава и структуры поверхности многокомпонентных систем, механизма диффузии и адсорбции. Исследование поверхности электродов кислотных аккумуляторных батарей.
контрольная работа [25,0 K], добавлен 14.11.2011Тепловой, конструктивный и гидравлический расчет кожухотрубного теплообменника. Определение площади теплопередающей поверхности. Подбор конструкционных материалов и способ размещения трубных решеток. Выбор насоса с необходимым напором при перекачке воды.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 15.01.2011Рассмотрение экспериментальных зависимостей температуры горячего потока от входных параметров. Расчет показателей расхода хладагента и горячего потока и их входной температуры. Определение толщины отложений на внутренней поверхности теплообменника.
лабораторная работа [52,4 K], добавлен 13.06.2019Определение коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности стенки трубки к охлаждающей воде. Потери давления при прохождении охлаждающей воды через конденсатор. Расчет удаляемой паровоздушной смеси. Гидравлический и тепловой расчет конденсатора.
контрольная работа [491,8 K], добавлен 19.11.2013Конструктивные признаки теплообменных аппаратов, их виды. Схемы движения теплоносителей. Назначение и схемы включения, конструкция сетевых подогревателей. Тепловой и гидравлический расчёты подогревателя сетевой воды, площадь поверхности нагрева.
курсовая работа [791,2 K], добавлен 12.03.2012Преобразование исходной системы уравнений к расчётной форме. Зависимость длины волны от скорости распространения. Механизмы возникновения волн на свободной поверхности жидкости. Зависимость между групповой скоростью волн и скоростью их распространения.
курсовая работа [451,6 K], добавлен 23.01.2009Определение мощности теплового потока при конвективной теплопередаче через трубу заданного диаметра. Расход пара на обогрев воды в пароводяном теплообменнике, превращение пара в конденсат. Изменение температуры теплоносителей вдоль поверхности нагрева.
контрольная работа [308,7 K], добавлен 13.05.2015Дифракция быстрых электронов на отражение как метод анализа структуры поверхности пленок в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии. Анализ температурной зависимости толщины пленки кремния и германия на слабо разориентированой поверхности кремния.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.06.2011Определение несвободного движения материальной точки. Принцип освобождаемости, уравнения связей и их классификация. Движение точки по гладкой неподвижной поверхности и по гладкой кривой. Метод множителей Лагранжа. Уравнения математического маятника.
презентация [370,6 K], добавлен 28.09.2013История развития гидравлики. Жидкости и их основные физические свойства. Расчет напорных и безнапорных потоков. Методы измерения расхода воды. Течения в руслах, в канализационных и сливных системах ливнёвки, в водопроводах жилых помещений, трубопроводах.
реферат [1,0 M], добавлен 30.03.2015Расчет кожухотрубных и пластинчатых теплообменников. Графо-аналитический метод определения коэффициента теплопередачи и поверхности нагрева. Гидравлический расчет кожухотрубных теплообменников, трубопроводов воды, выбор насосов и конденсатоотводчика.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.11.2015Расчет тепловой нагрузки аппарата, температуры парового потока, движущей силы теплопередачи. Зона конденсации паров. Определение термических сопротивлений стенки, поверхности теплопередачи. Расчет гидравлического сопротивления трубного пространства.
контрольная работа [76,7 K], добавлен 16.03.2012Эффективное излучение, радиационный и тепловой баланс земной поверхности. Закономерности распространения тепла вглубь почвы. Пожарная опасность леса. Расчет температуры поверхности различных фоновых образований на основе радиационного баланса Земли.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 01.03.2013
