Определить режим движения воды потока в реке шириной 𝐵=750 м при средней глубине ℎср =7,5м, температуре 𝑡=11°𝐶 и расходе 𝑄 м3/с. При той же температуре определить режим движения потока в трапецеидальном канале при средней скорости 𝑣 м/с. Канал имеет следующие размеры: 𝑏=2,8 м, ℎ=1,2 м, 𝑚=𝑐𝑡𝑔𝜑=1,5(рисунок).
Рис.6.1
Исходные данные:
ВАРИАНТ
|
14
|
Расход воды 𝑄, м3 /с
|
1850
|
Средняя скорость потока 𝑣,м/с
|
0,50
|
Решение:
При движении жидкости различают следующие гидравлические элементы потока: средняя скорость, расход, площадь живого сечения, смоченный периметр и гидравлический радиус. Под площадью живого сечения F понимают поверхность, проведенную так, что линии тока в каждой точке такой поверхности перпендикулярны к ней. Количество жидкости W, проходящее через живое сечение ω в единицу времени называется расходом Q. Как правило, размерность расхода – м3/с, при малых расходах их считают в л/с. Смоченным периметром χ называется линия по которой поток в поперечном сечении соприкасается со стенками русла. Гидравлическим радиусом R называют отношение площади живого сечения к смоченному периметру.
Для прямоугольного сечения
Смоченный периметр χ – часть периметра живого сечения, на которой жидкость соприкасается с твёрдыми стенками. Для открытого прямоугольного лотка смоченный периметр равен .
Гидравлический радиус
Средней скоростью потока в данном сечении называется фиктивная скорость υ, с которой должны перемещаться все частицы жидкости в этом сечении, чтобы через него прошел расход Q.
Значение кинематического коэффициента вязкости определяем по следующей зависимости (от температуры)
при 100 – м2/с
при 120 – м2/с
тогда при 110 значение кинематического коэффициента вязкости будет равно
Определяем число Рейнольдса по формуле
где число Рейнольдса; – гидравлический радиус, равный отношению площади живого сечения ω к смоченному периметру χ; ; ν – кинематическая вязкость жидкости.
Подставляя числовые данные, определяем
- - режим турбулентный.
В гидротехнике наиболее часто встречаются каналы трапецеидальной формы (рис.6.1).
Параметр m называется коэффициентом откоса и для каналов, сложенных естественными породами, он назначается в зависимости от характера этих пород. Коэффициент откоса m=1,5 и ширина понизу b=2,8 м являются заданными параметрами.
Тогда площадь живого сечения:
Смоченный периметр:
.
Гидравлический радиус
Средняя скорость потока (по условию)
Значение кинематического коэффициента вязкости определяем по следующей зависимости (от температуры)
при 100 – м2/с
при 120 – м2/с
тогда при 110 значение кинематического коэффициента вязкости будет равно
Определяем число Рейнольдса по формуле
где число Рейнольдса; – гидравлический радиус, равный отношению площади живого сечения ω к смоченному периметру χ; ; ν – кинематическая вязкость жидкости.
Подставляя числовые данные, определяем
- - режим турбулентный.
Достарыңызбен бөлісу: |