Secțiunea transversală a canalului determină debitul și influențează distribuția vitezei de curgere și a altor elemente de curgere hidraulice.
secțiunea transversală a canalului este numit un plan perpendicular pe direcția de curgere în timpul și este delimitat de mai jos pante ale canalului lateral de fund și de deasupra liniei de apă a orizontului. În prezența unui capac de gheață peste limita superioară a secțiunii transversale luată a nivelului apei în godeurile liniei.
Trebuie distins (figura 10):
1) zona transversală a patului râului până la nivelul maxim;
2) suprafața secțiunii transversale la momentul măsurării;
3) aria secțiunii de apă;
4) zona secțiunii live;
5) zona spațiilor moarte.
Suprafața secțiunii transversale poate include atât părțile componente ale secțiunii de apă, cât și zona de gheață imersă imersată (suprafață, spumă și apă).
Sub aria secțiunii de apă în prezența capacului de gheață se înțelege suprafața totală a secțiunii transversale minus zona de gheață fixată în imersie (suprafață, spumă și apă). În absența capacului de gheață, conceptul de "zonă a secțiunii de apă" cu noțiunea de "zonă transversală"
Sub zona secțiunii vii se înțelege o parte a zonei secțiunii de apă în care vitezele de curgere sunt mai mari decât zero sau practic egale cu zero sau mai mici decât limita de sensibilitate a dispozitivului. Secțiunea de curgere a apei variază în funcție de nivelul apei.
Fiecare nivel de apă din râu corespunde secțiunii proprii de apă. Atunci când se calculează debitul de apă, vitezele de curgere și alte elemente de curgere hidraulice, principalele caracteristici ale secțiunii vii trebuie exprimate sub forma unor numere, adică în formă cantitativă. Aceste numere sunt numite elementele morfometrice ale secțiunii live. Principalele elemente morfometrice ale secțiunii live sunt următoarele.
1. Zona secțiunii vii, determinată pe baza măsurătorilor de adâncime. Ordinea și tehnica acestor măsurători sunt prezentate în cursul hidrometriei. Construcția conform măsurătorilor profilului secțiunii transversale a canalului poate fi calcule directe sau planimetrirovaniem pentru a determina zonele secțiunii de viață pentru diferite niveluri peste ele și o curbă în funcție de nivelurile de suprafață h.
Începutul acestei curbe se situează la înălțimea celui mai jos punct al profilului; la o înălțime a aceleiași tranziții de la roca de bază la luncă, această curbă are o inflexiune și devine mai puțin adâncă.
2. Lățimea secțiunii vii. a cărei schimbare poate fi reprezentată și ca o curbă în funcție de înălțimea nivelului
3. Perimetrul umed al lui P este lungimea conturului subacvatic al secțiunii vii, adică lungimea liniei de-a lungul pantelor țărmului și fundul umplut cu apă.
4. Adâncimea medie care intră în formula de calculare a vitezei medii și obținută ca un coeficient din diviziunea zonei secțiunii vii în lățimea debitului de-a lungul liniei de nivel a apei,
5. Uneori, așa-numita rază hidraulică este calculată pentru a caracteriza secțiunea vii. care este un coeficient de la împărțirea zonei secțiunii vii la lungimea perimetrului umed
Raza hidraulic, oferind o idee a suprafeței secțiunii transversale efective pe unitatea de lungime a parametrului a acesteia, este o cantitate ce caracterizează rezistența experimentată de mișcare a fluidului datorită frecării cu pat. Deoarece pierderile de energie reale în fluxul constau din pierderea prin frecare a patului și pierderea datorită amestecare turbulentă și până acum doar rază de aproximativ hidraulică caracterizează aceste pierderi.
De obicei, pentru râuri, diferența dintre perimetrul umed și lățimea râului este foarte mică. Din acest motiv, adesea, în special pentru râurile joase, puteți înlocui perimetrul udat cu lățimea râului. Rezultă că în aceste condiții este posibilă înlocuirea razei hidraulice cu adâncimea medie. Bineînțeles, pentru fluxurile de munte care circulă între grămezi de pietre, un astfel de înlocuitor este mai puțin legitim decât pentru râurile plate. Cu cât este mai bună forma secțiunii transversale a canalului, cu atât adâncimea medie reflectă mai bine condițiile de curgere prin acesta. În prezența unghiurilor ascuțite în secțiune transversală, de exemplu, la ieșirea din canalul de apă și de inundații inundații indigene, adâncimea medie calculată separat pentru canalul principal și inundații caracterizează mai bine fluxul, decât adâncimea medie pentru întregul râu.
6. O caracteristică importantă a secțiunii transversale a canalului este forma acestuia. Forma parabolică corectă a secțiunii transversale creează condiții pentru mișcarea uniformă ordonată a apei în canal. Prezența în secțiunea transversală a depresiunii ascuțite a fundului sau a proeminențelor creează zone stagnante, vârtejuri, curenți înapoi, etc.
În condițiile unui astfel de debit dezordonat, relațiile dintre versanții suprafeței apei, adâncimile și vitezele de curgere sunt grav încălcate. Ca o consecință, astfel de secțiuni transversale nu sunt adecvate pentru organizarea măsurătorilor hidrometrice.
Forma canalului poate fi în multe cazuri caracterizată printr-o relație parabolică între lățimea canalului B și cea mai mare adâncime a curgerii H
unde B este fluxul la H = 1; m este exponentul care caracterizează abrupta ridicării pereților canalului și variază de la m = 0 (canal dreptunghiular) la m = 1 (canal triunghiular)
Pentru canalizarea canalului acceptat prin ecuația (1), aria secțiunii vii este
Adâncimea medie a pentru canalele largi și raza hidraulică R sunt date de
7. Secțiunea de viață, pe lângă mărimea și forma ei, trebuie de asemenea caracterizată din punct de vedere al rezistenței apei care curge spre ea. Cu cât caracterul canalului deviază mai mult de cel neted, cu atât viteza este mai mică, alte lucruri fiind egale. Cu adâncimea crescândă a fluxului, neregularitățile din suprafața canalului, care determină rugozitatea acestuia, ar trebui să aibă un efect mai mic asupra vitezei medii. Prin urmare, rugozitatea este diferențiată între absolută și relativă
Rugozitatea absolută este înălțimea medie de înălțime a inegalității suprafeței canalului deasupra curbei medii netede a fundului.
Raportul dintre rugozitatea absolută și adâncimea medie a debitului, adică / se numește rugozitatea relativă. Astfel, rugozitatea relativă cu creșterea nivelului apei scade.
Pentru o suprafață formată din particule uniforme de nisip, înălțimea proeminențelor de rugozitate este luată în mod obișnuit egală cu 2/3 din diametrul lor.
Dacă canalul este format din particule neomogene, în sensul dimensiunilor, atunci rezistența exercitată în acest caz de particule de fund asupra mișcării apei este determinată în principal de dimensiunile celor mai mari particule. Prin urmare, pentru același diametru mediu al particulelor, valoarea calculată va fi cea mai mare eterogenitate a compoziției solului. Conform experimentelor efectuate în tăvi pentru condiții de nisip neuniform, raportul la diametrul mediu al particulelor a fost de la 0,85 la 1,65. Pentru un amestec de sedimente de nisip și pietriș, acest raport este de aproximativ 2,0.
Uneori, expresia h / este folosită pentru a exprima adâncimea unui flux într-o formă fără dimensiuni. numită relativitatea netedă a canalului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: