Przepływ w korytach otwartych. kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

Podobne dokumenty
Przepływ w korytach otwartych. kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Obliczanie światła przepustów

Obliczenie objętości przepływu na podstawie wyników punktowych pomiarów prędkości

J. Szantyr Wykład nr 27 Przepływy w kanałach otwartych I

OPORY RUCHU w ruchu turbulentnym

15.1. Opis metody projektowania sieci kanalizacyjnej

Obliczenia. światła przepustu na potoku Strużyna, w ciągu drogi gminnej, koło miejscowości Dobrosławice, gmina Żmigród.

Opracowanie koncepcji ochrony przed powodzią opis ćwiczenia projektowego

HYRAULICZNE OBLICZENIA STOPNI KOREKCYJNYCH W DOLNYM STANOWISKU ZAPORY CZANIEC

1. Obliczenia rowu przydrożnego prawostronnego odcinki 6-8

Wyznaczanie charakterystyk przepływu cieczy przez przelewy

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu Budownictwo Wodne i Morskie Budownictwo Wodne

Regulacja stosunków wodnych w dorzeczu Wykład 2. Modelowanie przepływu w ciekach

Dane hydrologiczne obiektu określono metodami empirycznymi, stosując regułę opadową. Powierzchnię zlewni wyznaczona na podstawie mapy:

SPIS TREŚCI. 1. Spis rysunków 1) Mapa zlewni skala 1: ) Plan sytuacyjny 1:500. 3) Przekrój poprzeczny 1:200. 4) Profil podłuŝny cieku Wałpusz

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski.

Budownictwo wodne. METERIAŁY DO ĆWICZEŃ Inżynieria środowiska, studia I o, rok III. Materiały zostały opracowane na podstawie:

Filtracja - zadania. Notatki w Internecie Podstawy mechaniki płynów materiały do ćwiczeń

SPIS TREŚCI. 1. Spis rysunków

PRAWO WODNE: URZĄDZENIA POMIAROWE W AKWAKULTURZE DR INŻ. ANNA M. WIŚNIEWSKA

WYKŁAD 10 METODY POMIARU PRĘDKOŚCI, STRUMIENIA OBJĘTOŚCI I STRUMIENIA MASY W PŁYNACH

Przepływ Natężeniem przepływu Metody jednoparametrowe Metody wieloparametrowe

BADANIE PRZELEWU MIERNICZEGO

Analiza wpływu sterowania retencją korytową małego cieku na redukcję fal wezbraniowych przy wykorzystaniu modeli Hec Ras i Hec ResSim

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski.

Badania modelowe przelewu mierniczego

Jaz ruchomy z zasuwą płaską WYMIAROWANIE PRZELEWU JAZU

BADANIE WYPŁYWU CIECZY ZE ZBIORNIKA

Katedra Inżynierii Wodnej i Rekultywacji Środowiska SGGW Department of Hydraulic Engineering and Environmental Recultivation WULS

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

J. Szantyr Wykład nr 17 Przepływy w kanałach otwartych

Materiał dydaktyczny - dr inż. Dariusz Sobala ŚWIATŁO PRZEPUSTU Przykład obliczeń dla przepustu o niezatopionym wlocie i wylocie

INŻYNIERIA RZECZNA Konspekt wykładu

dr inż. Ireneusz Dyka pok [ul. Heweliusza 4]

2. Obliczenia ilości ścieków deszczowych

Opory przepływu powietrza w instalacji wentylacyjnej

RÓWNANIE MOMENTÓW PĘDU STRUMIENIA

OCENA ZAGROśENIA I SYSTEM OCHRONY PRZED POWODZIĄ. Wykład 7 kwietnia 2008 roku - część 2. Wykład 14 kwietnia 2008 roku

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

Katedra Inżynierii Wodnej i Rekultywacji Środowiska SGGW Department of Hydraulic Engineering and Environmental Recultivation WULS

Metody doświadczalne w hydraulice Ćwiczenia laboratoryjne. 1. Badanie przelewu o ostrej krawędzi

Umocnienia denne i brzegowe dla przepływów rwących i progów wodnych.

MECHANIKA PŁYNÓW - LABORATORIUM

Tomasz Nowak Analiza porównawcza koryt pomiarowych standardu ISO do pomiaru przepływu cieczy w przewodach otwartych

Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze

4. Pomiar na podstawie głębokości krytycznej

Koryto naturalne przepływ ze swobodną powierzchnią

J. Szantyr Wykład nr 26 Przepływy w przewodach zamkniętych II

OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym

Ruch rumowiska rzecznego

INŻYNIERIA RZECZNA Konspekt wykładu

Aerodynamika i mechanika lotu

Hydraulika i hydrologia

Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

ciąg podciśnienie wywołane róŝnicą ciśnień hydrostatycznych zamkniętego słupa gazu oraz otaczającego powietrza atmosferycznego

Przepływ rzeczny jako miara odpływu ze zlewni

Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

PROGRAM REURIS PODSUMOWANIE

PRZYGOTOWANIE DANYCH HYDROLOGICZNYCH W ZAKRESIE NIEZBĘDNYM DO MODELOWANIA HYDRAULICZNEGO

Pomiary stanów wód w ciekach. Związki wodowskazów

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Prędkość fazowa i grupowa fali elektromagnetycznej w falowodzie

Opinia techniczna dotycząca wpływu inwestycji na budynki gospodarcze znajdujące się na działce nr 104

Grupa 1 1.1). Obliczyć średnicę zastępczą przewodu o przekroju prostokątnym o długości boków A i B=2A wypełnionego wodą w 75%. Przewód ułożony jest w

Prąd elektryczny - przepływ ładunku

Wprowadzenie. Janusz URBAŃSKI

Ekspertyza dotycząca wpływu przebiegu trasy drogi obwodowej w Wadowicach na przepływ wód powodziowych rzeki Skawy.

Część A: Wodociągi dr inż. Małgorzata Kutyłowska dr inż. Aleksandra Sambor

CZĘŚĆ HYDROLOGICZNO-HYDRAULICZNA

DŁUGOŚĆ ODCINKA STRUMIENIA O PODWYśSZONEJ TURBULENCJI ZA ODSKOKIEM HYDRAULICZNYM

Ćwiczenie laboratoryjne Parcie wody na stopę fundamentu

WYZNACZANIE KSZTAŁTU PROFILU STATECZNEGO METODA MASŁOWA Fp

Literatura: 1. Chmielnicki W.: Regulacja automatyczna urządzeń ciepłowniczych. Warszawa Ross H.: Zagadnienia hydrauliczne w instalacjach

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

EKSPERYMENTALNE BADANIA WPŁYWU SZYKAN NA DŁUGOŚĆ ODSKOKU HYDRAULICZNEGO

SEMINARIUM DANE HYDROLOGICZNE DO PROJEKTOWANIA UJĘĆ WÓD POWIERZCHNIOWYCH

MATURA PRÓBNA - odpowiedzi

Grzegorz Siwek. Studenckie Koło Naukowe Geografów UMCS im. A. Malickiego w Lublinie. Naukowa Sieć Studentów Geoinformatyki

Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

Metody weryfikacji danych hydrologicznych W Państwowej Służbie Hydrologiczno- Meteorologicznej

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Renaturyzacja rzek i ich dolin. Wykład 1, 2. - Cechy hydromorfologiczne rzek naturalnych i przekształconych.

ĆWICZENIE LABORATORYJNE nr 1. Wyznaczanie współczynnika wydatku otworów z przystawkami oraz otworów zatopionych

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

Pomiary wydajności studni przy próbnych pompowaniach.

HYDROGEOLOGIA I UJĘCIA WODY. inż. Katarzyna Wartalska

MODELOWANIE BIFURKACJI PRZEPŁYWU W KANALE OTWARTYM Z PRZELEWEM BOCZNYM MODELING OF FLOW BIFURCATION IN THE OPEN CHANNEL WITH SIDE WEIR

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 13 Zadania stereometria

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

POMIAR NATĘŻENIA PRZEPŁYWU

Przepływy laminarne - zadania

Zadanie 1. Zadanie 2.

Spis treści. Od autora Wprowadzenie Droga w planie... 31

Przewód wydatkujący po drodze

Transkrypt:

Przepływ w korytach otwartych kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

Przepływ w korytach otwartych Przewody otwarte dzielimy na: Naturalne rzeki strumienie potoki Sztuczne kanały komunikacyjne kanały melioracyjne sztolnie

Koryto naturalne przepływ ze swobodną powierzchnią

Koryto naturalne przepływ ze swobodną powierzchnią

kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią Najkorzystniejszym hydraulicznie przekrojem jest przekrój półkolisty, ponieważ dla danej powierzchni przekroju poprzecznego A oraz spadku I otrzymujemy maksymalne natężenie przepływu wody w kanale Q (dla zadanego pola obwód zwilżony jest najmniejszy, a promień hydrauliczny największy).

Kanał otwarty, trapezowy Obliczenie kanału sprowadza się do znalezienia minimalnego przekroju, wystarczającego do zapewnienia żądanego przepływu przy spełnieniu przyjętych warunków odnośnie szorstkości ścian kanału i nachylenia skarp. Przekrój hydraulicznie najkorzystniejszy o kształcie trapezowym ze względu na stromość skarp (nachylenie do poziomu pod kątem 60 st.) nie może być stosowany w korytach gruntowych, a więc ma ograniczone zastosowanie w budowie kanałów!

Kanał otwarty, trapezowy

kanał pryzmatyczny o stałym przekroju przepływ ustalony, jednostajny

kanał pryzmatyczny o stałym przekroju przepływ ustalony, jednostajny Średnia prędkość przepływu wody w korycie v = c RI v = Q A c - współczynnik prędkości wprowadzony przez Chezy'ego dla scharakteryzowania oporów przepływu w korycie; Q natężenie przepływu; A przekrój przepływu.

Przepływ ustalony, jednostajny Manning i Strickler podali empiryczne zależności do obliczania średniej prędkości przepływu v = c k = st k R st /3 1/ 6 R I 1/ v = /3 1/ k st - współczynnik szorstkości powierzchni dna i ścian koryta wprowadzony przez Stricklera dla scharakteryzowania oporów przepływu w korycie, n - współczynnik szorstkości powierzchni dna i ścian koryta wprowadzony przez Manninga dla scharakteryzowania oporów przepływu w korycie. 1 n c = R I 1 R 1/ 6 n

Przepływ ustalony, jednostajny

Przepływ ustalony, jednostajny - zadania

Natężenie przepływu wody w korycie naturalnym Q = v da i Koryto wielodzielne traktuje się jako koryto złożone z kilku odrębnych części, dla których wyznaczamy niezależnie prędkość i przepływ. Uwaga: przy obliczaniu obwodu zwilżonego uwzględniamy jedynie rzeczywistą długość zetknięcia się z korytem (nie uwzględniamy umownych linii podziału).

Przepływ ustalony, jednostajny - zadania

kanał o zmiennym przekroju lub zabudowany przepływ niejednostajny

kanał o zmiennym przekroju lub zabudowany przepływ niejednostajny (nierównomierny), ustalony (Q=const.

ENERGIA W PRZEKROJU PRZEPŁYWOWYM PRZEPŁYWY SPOKOJNE I RWĄCE Q = const. (przepływ ustalony) E p =h αυ g αυ g E c = E p + E k αυ E k = g h 0 A 0 E ( 0, ) E ( 0, ) h h A E

ENERGIA W PRZEKROJU PRZEPŁYWOWYM PRZEPŁYWY SPOKOJNE I RWĄCE Energia całkowita przyjmuje wartość minimalną (ekstremum) dla de c dh αq αq B = 1 = 1 3 3 gb h g A = 0 Z rozwiązania wynika, że istnieje taka wysokość h kr dla której przy stałym strumieniu objętości energia przyjmuje wartość minimalną lub dla stałej energii strumień objętości osiąga wartość maksymalną

Przepływ ustalony, ruch krytyczny

Przepływ ustalony, ruch krytyczny

Przepływ ustalony

Przepływ ustalony: ruch krytyczny, nadkrytyczny, podkrytyczny Ruch podkrytyczny Ruch krytyczny Ruch nadkrytyczny h < h kr < h v > v kr > v i > i kr > i Ruch krytyczny stanowi granicę pomiędzy dwoma obszarami ruchu: obszarem ruchu nadkrytycznego (spokojnego) i podkrytycznego (rwącego). kr kr kr przejście ruchu z nadkrytycznego w podkrytyczny odbywa się łagodnie, prędkość wzrasta równomiernie, zwierciadło stopniowo zmienia swoje położenie przejście ruchu z podkrytycznego w nadkrytyczny: głębokość wzrasta gwałtownie, a na powierzchni tworzy się poziomy walec, zwany odskokiem hydraulicznym (Bidone a)

SPIĘTRZENIE W RUCHU USTALONYM

Wydatek przelewu (c/h <,5): Wydatek przelewu (c/h <,5): 3 0 0 3 + = = g v h b M h g b Q α σ ε σ ε µ h =? h =? Dla przelewu o kształcie opływowym Dla przelewu o kształcie opływowym (praktycznym): M =.36 (praktycznym): M =.36

h

Wydatek przelewu Q = M b h + α v g 0 3 ε σ V 0 <1 pomijamy człon wysokości prędkości α współczynnik nierównomierności strug, v o prędkość wody dopływającej do budowli piętrzącej [m/s],

Wydatek przelewu jazu: Q ε współczynnik dławienia bocznego, σ współczynnik podtopienia przelewu. h ε = 1 0. n ξ b n liczba przęseł jazu, b światło przelewu [m], ξ współczynnik kształtu filarów i przyczółka 3 = M b h ε σ Dla filarów zaokrąglonych: ξ = 0.7

Wydatek przelewu jazu: Q 3 = M b h σ współczynnik podtopienia przelewu dla przelewów niepodtopionych σ= 1.0 dla przelewów podtopionych (a>0) σ< 1.0: ε σ H 0

Wydatek przelewu jazu: Q ε współczynnik dławienia bocznego, σ współczynnik podtopienia przelewu. 3 = M b h ε σ Obliczenia prowadzimy metodą kolejnych prób poszukując h=?, dla którego wydatek przelewu 1.1xQ m >Q>Q m h =.35 m n liczba przęseł jazu, b światło przelewu [m], ξ współczynnik kształtu filarów i przyczółka h. 35 ε = 1 0. n ξ = 1 0. 0. 7 = b 4 0. 973

w którym: β - współczynnik korygujący, przyjmowany zwykle w granicach: 1 1,1 (podobny do współczynnika Saint-Venanta) B - szerokość koryta Zależność między głębokościami sprzężonymi h 1 i h jest podana w postaci przekształconego równania, z którego można wyznaczyć drugą głębokość sprzężoną na podstawie parametrów ruchu przed odskokiem. Równanie to (ważne dla koryta prostokątnego) ma postać: 1 1 h g B Q h h g B Q h + = + β β + = 1 8 1 1 1 1 h g v h h β v 1 prędkość w ruchu podkrytycznym. Odskok hydrauliczny Odskok hydrauliczny głębokości sprzężone głębokości sprzężone 1 1 v q h =

Rodzaje odskoków hydraulicznych: F r = v g h F r = 1 1,8 Odskok zafalowany F r = 1,8,5 Odskok słaby F r =,5 4,5 Odskok oscylujący F r > 4,5 Odskok trwały

Wymiarowanie niecki wypadowej H 0 Wymiarowanie niecki wypadowej polega na takim doborze jego długości L oraz zagłębienia d, aby powstały odskok hydrauliczny w całości mieścił się w obrębie wypadu i był zatopiony. Warunek zatopienia odskoku: t + d η = 1 h

Długość odskoku hydraulicznego Obliczenie długości odskoku możemy przeprowadzić korzystając z istniejących wielu wzorów doświadczalnych, wśród których najczęściej używane są: wzór Wóycickiego: L = wzór Pawłowskiego: L = h ( h ) 8 0,05 h1 h 1 ( 1,9h ),5 h 1 w których: h 1,h głębokości sprzężone w m, L długość odskoku w m.

przekrój 1 - prędkość wypływu, Wypływ spod zasuwy przekrój prędkość osiąga wartość maksymalną, przekrój 3 - próg (odskok) hydrauliczny gwałtowne zwiększenie głębokości strugi przy jednoczesnym zmniejszeniu prędkości przepływu przekrój 4 - prędkość maleje, ruch spokojny.

Wypływ spod zasuwy Wydatek spustu dennego: µ współczynnik wydatku Q = µ F gh F przekrój strugi wody, H różnica poziomów wody górnej i dolnej [m]

Wypływ spod zasuwy - zadanie Obliczyć wydatek spustu dennego o szerokości b=3,0 m, gdy jest on uniesiony 1,0 m powyżej progu. Próg spustu znajduje się na głębokości 8, m. W obliczeniach pominąć wpływ prędkości wody dopływającej i przyjąć ostre krawędzie na całym obwodzie. Q = µ F gh