4.4 Гидравлический прыжок (ГП).
Физическая причина и понятие.
ГП – это переход потока из бурного состояния в спокойное. Любой удельной энергии сечения соответствуют две глубины при бурном состоянии и спокойном состоянии.
Условие возникновения ГП: ГП произойдет, если будет создана глубина, соответствующая спокойному состоянию потока.
Классификация ГП:
- взаимные сопряженные глубины, измеряются в сечениях, где эпюра скорости имеет обычный вид.
- расстояние между вертикальными сечениями, где измеряются - длина прыжка.
Определение взаимных глубин .
Приближенно без учета потерь Э из условия Э1Э2 или по кривой Бахметьева, которую можно построить по точкам.
С учетом потерь, обусловленных деформацией среды можно определить взаимные глубины при помощи прыжковой функции.
Схема прыжка.
Объем 1 2 переместится в положения 1’ , 2’ за время . Учет общей части объема излишен.
масса жидкости, протекающей за время (масса заштрихованного объема).
,
следовательно есть функция, которая до и после прыжка одинакова, обозначим ее - используем эту функцию для определения глубин до и после прыжка. Подбором можно определить или для любого поперечного сечения.
Исследуем эту функцию для определения глубин для прямоугольного сечения.
При если , то
Экстремальное значение функции совпадает с экстремальным значением кривой Бахметьева (Э)
Учитываются потери, связанные с изменением скорости, т.е. формы струи.
Аналитическое определение взаимных или сопряженных глубин для прямоугольного сечения.
В результате его решения получаем:
Длина прыжка – это расстояние между вертикальными сечениями и эпюры скоростями имеют обычный вид.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.