Сөж тақырыбы: «Шези коэффициенті туралы эмпирикалық теңдеулер»

Факультеті: «География және табиғатты пайдалану»

Кафедрасы: «Гидрология және метеорология»

СӨЖ

Тақырыбы: «Шези коэффициенті туралы эмпирикалық теңдеулер»

Орындаған: Бекзат А. Б.

Тексерген: Амиргалиева А.С.

Алматы 2020ж.

Кіріспе

С коэффициенті үшін шынымен теориялық өрнек, ағынның көлденең қимасы бойынша бойлық жылдамдықтардың таралу заңы сияқты, қазіргі кезде анықталмайды. Сондықтан ғылымның қазіргі кезеңінде эмпирикалық мәліметтерге сәйкес барлық ағынның тұрақтылығын интегралды бағалаумен ғана қанағаттану керек.

Бар формулаларды басқаша жіктеуге болады. Мәселен Д. Е. Скородумов үш топқа бөлінуіне байланысты:

• 
  эмпирикалық;
  
• 
  жартылай эмпирикалық;
  
• 
  қаттылық коэффициенті жоқ.
  

С коэффициентін есептеу үшін көптеген формулалар ұсынылған, олардың көп болу фактісі осы саладағы көзқарастар мен бағалардың тұрақсыздығын көрсетеді. Барлық дерлік формулалардың кемшіліктері бар, олардың көпшілігін айналып өтуге болады.[1]

ІІ. Негізгі бөлім

2.1 Шези коэффициентін талдау

Ұзындық бойынша Арынның жоғалуы үшін есептеу тәуелділігін орнату біркелкі қозғалыстың негізгі теңдеуіне мүмкіндік береді:

𝜏 𝜌 = 𝑔𝑅𝐼 = 𝑘𝑉 ²

Мұнда, 𝜏 -жанама кернеу;

𝜌 - сұйықтық тығыздығы;

𝑔 - еркін құлауды жеделдету;

R- гидравликалық радиус;

I - гидравликалық еңіс;

𝑘 - коэффициенті, числено қатынасына тең 𝑘 =𝜆/2;

𝜆 - гидравликалық үйкеліс коэффициенті;

V- ағынның орташа жылдамдығы.

Теңдеу гидравликалық еңіс, пьезометриялық еңіс (еркін беттің еңістігі) және ағын түбінің еңістігі туралы жорамалдан алынған. О. Рейнольдстің тәжірибелері көрсеткендей, дамыған турбулентті қозғалыс кезінде қарсыласу күштерінің әсерінен қысымның жоғалуы ағынның орташа жылдамдығының квадратына пропорционал болады (А. Чесинин өзі көтерген позиция). деп, орташа қозғалыс жылдамдығы үшін бірқалыпты қозғалыспен қорытынды өрнекті аламыз:

V

Мұндағы,

I - еңіс;

C - Шези коэффициенті.

Шези коэффициентін аналитикалық сипаттау үшін көптеген формулалар ұсынылады, олардың көпшілігі жеке сипатқа ие, өйткені олар шектеулі зертханалық немесе далалық материалдардан алынған. Бүгінгі таңда С коэффициентін анықтауға арналған 200-ден астам формулалар белгілі, ерте кезеңнің формулаларын қайта қарауды Ф. Форхгеймер, П.Ф. Горбачев және басқа авторлар. Бұл мәселемен айналысқан И. И. Агроскин, А. Д. Альтшуль, В. Н. Гончаров, В. М. Маккавеев, О. М. Айвазян, К. В. Гришанин, М. А. Көпірлерді, М. Ф. Срибный, И. Ф. Карасѐв және т. б.[2]

Шези коэффициентін есептеуге арналған барлық формулаларды 4 топқа бөлуге болады.

1. Бірінші топқа Шези коэффициентінің орташа тереңдікке және сипаттама кестелерімен анықталған қаттылық коэффициентіне қатынасына негізделген формулалар кіреді: С = f(n, h);

2. Екінші топқа төсеніш бетінің кедір-бұдырлығының сипаттамасы ретінде кедір-бұдырлықтың шығыңқы биіктігі мен қатардың биіктігі пайдаланылатын формулаларды жатқызуға болады: С = f(d,Δ,h_Г/L_Г);

3. Үшінші топқа су бетінің еңіс есебіне негізделген формулаларды жатқызуға болады: С = f ( I, h);

4. Төртінші топқа в/h қатынасы арқылы ағынның салыстырмалы енін айқын түрде ескеретін формулалар жатады: С = f(n, В/h).

Өзен гидравликасының басты міндеттерінің бірі Шези коэффициенті үшін сенімді тәуелділіктерді орнату болып табылады. Ол үшін Шези параметрінің жалпы өрнегі бар гидравликалық радиусқа тең тереңдікке тең, және нақты арнаның суланған периметрінің ұзындығына тең ені бар, сол қиманың жазық ағыны кедергі, орташа жылдамдық және өткізу қабілеті бойынша тең болатын постулатқа негізделген:[3]

Мұндағы,

𝑛 - арнаның кедір-бұдырлығы

t - экспонент.

1. 
   
   
2. 
   Р. Маннинга
   
3. 
   Н.Н. Павловского ,
   
4. 
   Ф. Форхгеймера
   
5. 
   И.И. Агроскика 𝐶 = 1 /𝑛 + (27,5 − 300𝑛) 𝑙𝑔𝑅,
   
6. 
   В.Ф. Талмазы 𝐶 = 1/ 𝑛 + (21 − 100𝑛) 𝑙𝑔h,
   
7. 
   Г.В. Железнякова
   

Қима формасының гидравликалық кедергіге әсер ету проблемасында екі бағыт қалыптасты. Біріншісі тереңдіктің ағынның еніне қарай біркелкі таралуын ескеруге негізделген (С. Х. Абальянц, В. Н. Гончаров, М. А. Мостков, Г. В. Железняков және т. б.). Екінші бағыт кедір-бұдырлы қабырғалардың (B/h салыстырмалы енін есепке алу арқылы)жазық ағын жағдайларына қарай бастапқы есептелетін гидравликалық кедергіге тікелей әсерін қарастырады. Басқа сөзбен айтқанда, негізгі алғы шарт ретінде ағымның кеңістіктік режимі қабылданады (В. Н. Гончаров, И. Ф. Карасев, И. И. И. Мечитов, X. Вагнер, К. Қабылданған, Н. Григг, Ж. Гарбрехт және т. б.).

Мысалы, В. Н. Гончаров симметриялық тереңдік қисық түрінде қиманың кез келген түрін ұсынуды ұсынды, оның математикалық сипаттамасы формула болып табылады:

Мұндағы, 𝑏 - кез-келген дизайн деңгейіндегі арнаның жарты ені;

h _max - ең үлкен тереңдік;

  B - есептелген деңгейлердің ең үлкенінен каналдың жарты ені;

r - кесінді формасының көрсеткіші,

С. Х. Абальянц табиғи материалының көп санын талдау негізінде жер арналарының өлшемдерінің азаюымен λ кедергісінің коэффициенттерінің ұлғаюын анықтады,мұны жергілікті кедергілердің және арнаның біркелкі кедір-бұдырлығының әсерінен түсіндіреді. Осы жерден Рейнольдс санымен байланысты жанама түрде көрсететін гидравликалық радиустан кедергі коэффициентінің тәуелділігі туындайды.

Арнайы зерттеулер жүргізе отырып, К. Ших және М. Григ бір R гидравликалық радиустарда және Rи науасы бетінің кедір-бұдырлығында, онда ағымның орташа жылдамдығы 10% - дан артық ерекшеленгенін көрсетті.[5]

Қорытынды

Орындалған жұмыстың нәтижесінде келесі қорытынды жасауға болады:

Кедір-бұдырлық коэффициенті бар формулалар жиынтығында кедір-бұдырлық коэффициенті жоқ формулаға қарағанда немесе қосымша сипаттамаларды қамтитын үздік нәтижелерді көрсетеді. Шези коэффициентін бағалау үшін ұсынылатын формулалар мен жетілдіруді талап ететін формулалар анықталды. Ұсынылатын формулалар мен әдістемелерді неғұрлым терең статистикалық бағалаудың маңыздылығы мен қажеттілігі көрсетілген. Осыған байланысты қателіктердің тиісті шектеуші диапазондарын әзірлеу орынды болатынын көрсетті.

IV. Пайдаланған әдебиеттер

1. Павловский Н.Н. Гидравлический справочник.-М.:Энергоиздат.- 1937.-892с

2. Форхгеймер Ф. Гидравлика.-Пер.с нем.-М.:Мир.-1972.-615с

3.http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/rid