Истечение из-под затвора в горизонтальном лотке
Во многих водозаборных и водопропускных гидротехнических сооружениях расходы воды проходят через отверстия, перекрываемые затворами. Затворы поднимают на определенную высоту над дном и пропускают через отверстия необходимые расходы. Чаще всего на гидромелиоративных сооружениях устраивают отверстия прямоугольного сечения, истечение из которых и рассмотрим.
Отверстия могут быть незатопленными (истечение свободное) и затопленными, когда уровень воды за затвором влияет на истечение.
Если отверстие незатопленное, то вытекающая из-под затвора струя находится под атмосферным давлением (рисунок 5.13). При истечении через затопленное отверстие струя за затвором находится под некоторым слоем воды (рисунок 5.14).
Рисунок 5.13 – Истечение из-под затвора через незатопленное отверстие
Когда затвор приподнят над дном, вытекающая из-под него струя испытывает сжатие в вертикальной плоскости. На расстоянии, примерно равном высоте отверстия а (высоте поднятия затвора), наблюдается наиболее сжатое сечение. Глубина в сжатом сечении hc связана с высотой отверстия а следующей зависимостью:
hc = ε'a (5.10)
где ε' - коэффициент вертикального сжатия струи.
Коэффициент вертикального сжатия ε' зависит от отношения высоты отверстия а к напору (глубине воды перед затвором) Н. Для ориентировочных расчетов можно принимать ε' = 0,64.
Если составить уравнение Бернулли для сечений, проведенных перед затвором и в сжатом сечении, после преобразований получим:
где φ - коэффициент скорости,
где Н0 - напор с учетом скорости подхода,
Тогда расход при истечении из-под затвора при незатопленном отверстии определится по формуле:
(5.11)
где S - площадь отверстия, S = ab.
При истечении через затопленное отверстие (рис. 5.14) расход определится по формуле:
где hz - глубина в том сечении, где наблюдается максимальное сжатие истекающей из-под затвора струи.
Глубина hz определяется из зависимости
в которой
а hб - глубина в отводящем канале (бытовая глубина).
Рисунок 5.14 – Истечение из-под затвора при затопленном отверстии
Дата добавления: 2016-05-25; просмотров: 545;