Водослив с тонкой стенкой

Водосливы с тонкой стенкой часто используются в практике как водомеры для измерения расхода в небольших руслах и в лабораториях.

Важной особенностью истечения через водослив с тонкой стенкой является то, что свободно падающая струя находится под воздействием атмосферного давления со стороны внутренней грани. Это исключает возможность возникновения вакуума под струей и влияния его на работу водослива.

Расход через водослив с тонкой стенкой определяется по формуле:

, (1.8)

Гдеm₀-коэффициент расхода водослива без учета бокового сжатия. Значение коэффициента расхода для водослива с тонкой стенкой находится, в пределах m₀=0,40 0,50.Более точно этот к-т может быть определен по формуле:

(1.9)

или

(1.10)

где H-напор на гребне водослива; P_B-высота водослива.

Если скорость подхода к водосливу относительно большая, коэффициент расхода можно определить по формуле Базена:

. (1.11)

Для водослива с тонкой стенкой с учетом бокового сжатия коэффициента расхода можно определить по формуле:

. (1.12)

Если уровень нижнего бьефа у сооружения выше гребня водослива, водослив будет затопленным (рис. 1.10)

Рис 1.10

В этом случае величина относительного перепада меньше критического значения , т.е. ,

где -величина критического перепада, являющаяся функцией отношения и определяемая по табл.1.6.

Таблица 1.6

Расход через затопленный водослив в тонкой стенке можно определить по формуле:

, (1.13)

где -коэффициент затопления водослива.

Этот коэффициент определяется как функция и по формуле:

, (1.14)

где h_n – глубина подтопления; P_B– высота водослива; H – напор на гребневодослива; Z – перепад бьефов.

Рассмотрим наклонный водослив с тонкой стенкой. Опыты подтверждают, что если водослив наклонен в направлении потока, расход через водослив увеличивается, и наоборот, если водослив наклонен против потока – расход уменьшается. Это явление учитывается уточнением величины коэффициента расхода наклонного водослива m_н, который можно определить по формуле:

, (1.15)

где m₀ – коэффициент расхода для вертикального водослива с тонкой стенкой; k – поправочный коэффициент, определяемый по табл. 1.7.

Таблица 1.7

Направление наклона водослива	I/p
2/3	1/3	1/1	2/1	4/1	5/1
По направлению потока	1,05	1,09	1,11	1,13	1,10	1,09
Против направления потока	0,95	0,93	0,91	-	-	-

Пример 3. Определить длину прямоугольного водослива с тонкой стенкой, пропускающего расход л/сек. Высота водослива P_B=0,4 м и напор H=0,35 м. Ширина подводящего русла B=2,4 м.

Решение. Принимая в первом приближении водослив без бокового, сжатия, определим коэффициент расхода по формуле:

Длина водослива будет:

м.

Так как B>b,водослив работает в условиях бокового сжатия струи. В этом случае уточняем коэффициент расхода водослива по формуле:

.

Длина водослива будет:

м.

Третье приближение дает тот же результат.