Графический метод (метод энергии)

Расчёт производится с использованием уравнения удельной энергии сечения:

, (П.5.1)

где h – глубина, м; a – коэффициент Кориолиса; Q – расход в русле (канале), м³/с; g – ускорение свободного падения, м/с²; w – площадь живого сечения, м².

Порядок расчёта:

1. Задаваясь произвольно выбранными значениями глубин определяют значение энергии для каждой заданной глубины.

2. По вычисленным данным строят график зависимости . На построенном графике на оси Э минимальному значению энергии будет соответствовать критическая глубина.

3. Расчёт удобно представлять в табличном виде (табл. П.5.1).

Таблица П.5.1

h, м	, м	, м	Э, м
h1	w1	…	Э1
h2	w2	…	Э2
h…	w…	…	Э…
hn	wn	…	Эn

Пример вычисления. Дано: расход Q = 12 м³/с, ширина канала понизу b = 3 м, m = 2. Необходимо найти критическую глубину h_к.

Решение. Зададимся значениями глубин и определим площадь живого сечения по формуле (2). Расчёт сведём в таблицу (табл. П.5.2).

Таблица П.5.2

h, м	, м	, м	Э, м
0,90	4,32	0,4326	1,3326
0,91	4,39	0,4196	1,3296
0,92	4,45	0,4072	1,3272
0,93	4,52	0,3952	1,3252
0,94	4,59	0,3837	1,3237
0,95	4,66	0,3726	1,3226
0,96	4,72	0,3619	1,3219
0,97	4,79	0,3516	1,3216
0,98	4,86	0,3417	1,3217
0,99	4,93	0,3321	1,3221
1,00	5,00	0,3229	1,3229

По полученным данным строим график зависимости .

Рис. П.5.1. График зависимости удельной энергии Э сечения от глубины

На полученном графике на оси Э минимальному значению энергии соответствует критическая глубина 0,97 м.