Малые искусственные сооружения (малые мосты и водопропускные трубы)

Сопоставление отверстий и насадков.

1. Расход зависит от напора в степени 0.5  - для отверстия и насадка (для водосливов )
2. Расход через насадок больше
3. Скорость истечения через насадок меньше
4. Гидравлическое сопротивление насадка больше

Почему ?

В сжатом сечении среды возникает недостаток давления до атмосферного (вакуум), который увеличивает действующий напор

При  ( линейно зависит от напора )

метров водного столба.

Предельный напор, при котором сохраняется вакуум.

м вод ст. Реально  м вод ст. Если напор превосходит происходит нарушение сплошности среды или срыв вакуума.

Аналогично струйные дамбы мостов способствуют увеличению эффективности использования отверстия моста.

4.7 Малые искусственные сооружения

(малые мосты и водопропускные трубы)

Дорожные водопропускные трубы устраиваются на пересечении дорог и водотоков.

Рассмотрим типы входных оголовков, которые существенно влияют на условия протекания.

1)  Раструбный оголовок

Гидравлическая классификация и форм движения воды в них.

По уклону лотка трубы: равнинные (85% от общего количества ) и косогорные

«Руководство» - труба равнинная, если

Трубы подтопленные и неподтопленные с нижнего бьефа.

Неподтопленные – нижний бьеф не влияет на характер истечения.

Подтопленные – НБ влияет на характер истечения

Как правило подтопленные не допускаются, поэтому будем рассматривать только неподтопленные.

Трубы «короткие» и «длинные».

Короткие – длина не оказывает существенного влияния на пропускную способность, которая определяется главным образом условиями входа в трубу, т.е. местными потерями. Обычно, это трубы, длина которых не превышает 20 диаметров .

Длинные трубы – существенны местные потери и потери по длине. Длина таких труб . Напор перед длинными трубами связан с напором перед короткими.

Схемы (режимы) протекания для равнинных труб неподтопленных с НБ.

Классификация – по наличию или отсутствию свободной поверхности.

Безнапорная схема (режим)

Численные значения .

Все типы оголовков, кроме коридорного и воротникового - .

Воротниковый оголовок

Коридорные оголовки

Расчетные формулы – водосливная

 - для прямоугольной трубы.

Возможны другие формы поперечного сечения (круглая, овоидальная, лотковая) в таком случае возникает вопрос за что принимать .

Для круглых и других форм поперечного сечения – Угичус

,

где  - средняя ширина потока в сечении с критической глубиной.

Для труб круглых, лотковых, овоидальных построены графики, облегчающие определение величины .

Есть рекомендации по определению  (глубина в сжатом сечении). Она может быть найдена по зависимости:

.

При , получается, что .

Скорость в сжатом сечении можно найти по формуле:

сопоставляем с допустимой скоростью, она должна быть меньше.