Особенности равномерного движения жидкости в каналах

Движение жидкости в открытых руслах каналов характеризуется наличием свободной поверхности. При равномерном движении будут постоянны площадь и форма живого сечения, расход и средняя скорость течения, местные скорости в сходственных точках сечений.

Рассмотрим поток в условиях равномерного движения в канале с уклоном дна (рис. 7.1).

Рисунок 7.1 - К понятию равномерного движения

При равномерном установившемся движении воды в открытых призматических руслах уклоны дна канала , свободной поверхности (пьезометрический уклон) и линии удельной энергии равны:

. (7.1)

Живым сечением потока называется поверхность, проведенная нормально к линиям тока. Следовательно, живое сечение будет нормально к поверхности воды и к линии дна. Обычно уклон дна невелик, поэтому можно считать живые сечения вертикальными. Для постоянного сечения потока, расположенного вертикально, основной его характеристикой будет глубина потока. Глубина равномерного движения потока называется нормальной глубиной и обозначается .

При применении уравнения Бернулли ранее, определяли геодезическую высоту, как расстояние от плоскости сравнения до центра тяжести живого сечения потока. Здесь, поскольку давление в сечениях подчиняется закону гидростатики, геодезическую отметку лучше всего определять от плоскости сравнения до поверхности воды. Уравнение Бернулли, написанное для равномерного движения в открытом потоке, при равенстве скоростей в сечениях и одинаковых (атмосферных) давлениях на поверхности будет:

. (7.2)

Это означает, что при равномерном движении потеря напора по длине определяется разностью отметок поверхности воды.