Бурный поток на участке прямолинейного сужения

• Автор: Шаталов, Михаил Львович
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 206 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО РАСЧЕТУ

СУЖЕНИЙ БУРНОГО ПОТОКА И

1.1. Криволинейные участки сужений бурного

потока И

1.2. Прямолинейное сужение бурного потока на участке с плоским дном.

1.3. Постановка задачи и цель проведения исследований .

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ БУРНОГО

ПОТОКА НА УЧАСТКЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО СУЖЕНИЯ

2.1. Косые прыжки в сужении при наклонном

2.2. Определение максимальных глубин на
участке сужения.
Глава 3. ЖСПЕРИМЕНТАЛЬШЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований, граничные условия .
3.2. Экспериментальные установки для исследования сужений бурного потока .
3.3. Методика проведения опытов и измерений .
3.4. Оценка точности экспериментальных исследований .
Глава 4. ЖСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ
СУЖЕНИЙ БУРНОГО ПОТОКА.
4.1. Проверка одномерной теории косых гидравлических прыжков при горизонтальном и наклонном дне., . .
4.2. Свободная поверхность пространственного бурного потока . . .
4.3. Давления и скорости бурного потока на участке сужения
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БУРНОГО ПОТОКА НА УЧАСТКЕ
СУЖЕНШ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ НЩРЕНИЯ
ПРЕДЛАГАЕМОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА.
5.1. Методика гидравлического расчета участка сужения
5.2. Пример гидравлического расчета участка сужения водопропускной трубы .
5.3. Экономическая эффективность внедрения предлагаемой методики расчета . .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ . .
ЛИТЕРАТУРА


Д. Гиргидова, основанные на теории "мел -кой" воды, не нашли пока широкого распространения ввиду еде -данных авторами ограничений, которые существенно сужают об -ласть применения этих решений. Опыты А. Д. Гиргидова показали, что применение его метода к случаям значительных продольных уклонов приводит к заметному расхождению расчетных и опытных данных. Сужение бурного потока конструкцией с криволинейными стенками и плоским дном, с точки зрения гидравлики, является менее совершенным водопропускным сооружением, чем конструкция с дном двоякой кривизны. Управление бурным потоком в этом случае осуществляется только с помощью боковых стенок //. Такое сужение может быть рассчитано по одномерной теории на заданное изменение гидравлических параметров, например, по методу Б. Е—3— - среднее значение параметра, учитывающего Л-С г- Я. В.Г. Р.И. Вагапов получил дифференциальное уравнение движения жидкости в непривматическом канале //, по которому также можно рассчитать участок сужения бурного потока. Расчет криволинейных сужений с плоским дном по одномерной теории допустим при весьма малой кривизне стенок и относительно небольших параметрах кинетичности бурного потока, т. В.В. Холодкова /1/, может привести к значительному отличию расчетных и опытных данных, или к очень большой длине участка сужения. Более обоснованным является применение двухмерной теории к расчету криволинейных участков сужения с плоским дном. Н.Т. Мелещенко //, Г. И.Сухомела /5/, в которых дан анализ особенностей движения бурных течений в непризматических горизонтальных руслах. С.Н. Нумеров // и Ф. И.Франклъ /5/ расширили решение Н. Т.Мелещенко на случай учета сил трения и малого уклона дна русла. Значительное развитие теория двухмерных бурных потоков получила в работах Б. Ц ц - составляющие скорости. Решения С. Н.Нумерова и Ф. И.Франкля являются частными случаями общего решения уравнений движения бурного потока, разработанного Б. Т.Емцевым. Физическая линия возмущения в потоке математически описывается при помощи характеристик, "вытекающих” из уравнений движения. Уравнения направления и изменения параметров потока вдоль характеристик могут быть получены из системы уравнений (1. Б.Т. Емцев и В. В.Холодков использовали метод характеристик для расчета симметричных сужений бурного потока /, , 8, 9/ при больших уклонах дна с учетом сил трения. Как показали эксперименты, такой способ построения криволинейного участка сужения с плоским дном удовлетворительно согласуется с требованием минимальных деформаций свободной поверхности бурного потока. А.Л. Турсунов, используя решение задачи о стенках "оптимальной” кривизны, полученное из двухмерной теории, разработал метод расчета симметричных криволинейных сужений и поворотов бурного потока / III, 4 /. Он предложил рассчитывать боковые стенки по линиям тока центрированной волны, называя такой прием "методом малых локальных возмущений". Неучет сил трения в этой методике предлагается компенсировать приданием дну некоторого уклона. Р.И. Вагапов в своей работе / / предложил методику расчета криволинейного в плане поворота, рассчитанного по линиям тока центрированной волны. Анализ работ, посвященных расчету криволинейных участков сужения бурного потока, показал, что существует достаточно много теоретических методов, основанных на двухмерной теории. Рекомендации по проектированию конструкций, управляющих бурными потоками,можно найти в //. Наиболее технологичной и простой формой сужающегося быстротока является русло, образованное прямолинейными стенками. В первом приближении параметры потока в таком русле могут быть определены по одному из существующих способов расчета одномерного течения в непризматическом канале,например, методами В. И. Чарномского, Т. М.Д. Чертоусова / 7, 2, 3/. VI аь (1. Б.Т. Емцев в своих работах /, и др. Благодаря этому площадь живого сечения возрастает, а средняя скорость убывает. Зависимости Б. Т.Емцева позволяют оценить влияние степени сужения быстротока на среднюю скорость, глубину, потери напора, параметр кинетичности в конце непризматического участка русла произвольной формы. Из совместного решения (1.