Инженерная гидравлика. Движение в напорных трубах. Равномерное давление безнапорных потоков

4. Инженерная гидравлика.

4.1 Движение в напорных трубах

Рассматриваем движение неравномерное, ламинарное, турбулентное.

Практическое значение:

- откачка воды из строительных котлованов;

- водопропускные трубы в теле железнодорожной насыпи (в напорном режиме);

Возможные задачи:

- гидромеханизация земляных работ;

- водоснабженческие задачи;

Классификация трубопроводов:

 - по начертанию в плане

Простой трубопровод – в одну нитку с транзитным расходом.

Сложные трубопроводы:

- разветвленный тупиковый

- параллельное соединение ветвей (батарея)

- кольцевые трубопроводы

4.1.2 Расчет простых трубопроводов

Напор затрачивается на преодоление сопротивление и создания скоростного напора.

ФАКТИЧЕСКУЮ НЕРАВНОМЕРНОСТЬ НУЖНО УЧИТЫВАТЬ С ПОМОЩЬЮ КОЭФФИЦИЕТА.

Можно найти неизвестные , или , или .

По соотношению потерь простые трубопроводы можно разделить на:

- «короткие», если

- «длинные»  - тогда можно

Расчет просто трубопровода как длинного – расчет упрощенного.

4.2 Равномерное давление безнапорных потоков.

Для расхода формула Шези:

Практическое значение раздела:

1)  расчет искусственных русел: кюветы, нагорные канавы и др. (железнодорожный водоотвод);

Типы поперечных сечений каналов:

Открытые:

Замкнутые:

Определение потока , уклона , подбор сечения канала .

Все задачи по расчету каналов решаются с помощью формулы Шези , где .

Средства решения типовых задач:

1)  определение нормальной глубины

Задаемся глубиной, определяем площадь, определяем смоченный периметр, определяем гидравлический радиус, определяем  . Точность  до 1 см.

Можно построить график.

Гидравлически наивыгоднейшее сечение (ГНС).

ГНС – обеспечивающее наибольший расход при тех же площади, уклоне и коэффициенте шероховатости за счет формы сечения.

Из приведенных сечений самое выгодное 4х2.

Какое из них ГНС?

Метод отыскания ГНС

Признаки канала ГНС  

Условие ГНС -

ГНС заданной формы.

Рассмотрим трапецеидальное гидравлическое сечение.