1 / 16

Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej. Mechanika Płynów. Krzywa spiętrzenia Zasięg cofki. Przygotował: OREST SKRIJKA. Plan prezentacji :. Teoria : - Spiętrzenie, - Obszar cofkowy, - Cofka i krzywa spiętrzenia, - Zasięg cofki spiętrzenia,

zuzela
Download Presentation

Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Akademia Rolnicza w KrakowieKatedra Inżynierii Wodnej Mechanika Płynów Krzywa spiętrzenia Zasięg cofki Przygotował: OREST SKRIJKA

  2. Plan prezentacji : • Teoria : - Spiętrzenie, - Obszar cofkowy, - Cofka i krzywa spiętrzenia, - Zasięg cofki spiętrzenia, • Sposoby obliczania (wzory Ruhlmana-koryta prostokątne), • Wzory Tolkmitta dla koryt parabolicznych, • Wysokość spiętrzenia w korycie parabolicznym (wzór Bernouliego ), • Szkic krzywej spiętrzenia przy przepływie przez jaz przelewowy, • Tabela, wykresy oraz sposoby obliczania, • Zdjęcia z pomiarów, • Tablice.

  3. SPIĘTRZENIE I ZASIĘG COFKI Zjawisko spiętrzenia ,tj. podniesienia zwierciadła wody w pewnym miejscu cieku wodnego, powstaje wtedy, gdy w korycie cieku jest jakaś przeszkoda ograniczająca spokój cieku i utrudniająca przepływ wody. Ponieważ w cieku ciągłym objętość przepływu nie może ulec zmianie, zmniejszeniu powierzchni przekroju w miejscu przeszkody towarzyszy duże zwiększenie prędkości w przekroju o powierzchni zmniejszonej. Do zwiększenia prędkości potrzebna jest odpowiednia koncentracja spadu, tj. spiętrzenie wody przed przeszkodą, którego wpływ rozciąga się na odcinek cieku ciągnący się w górę od przegrody, zwany odcinkiemlubobszarem cofkowym . Tak więc obszar koryta rzecznego objęty spiętrzeniem nazywamy cofką, natomiast profil zwierciadła wody w obrębie cofki nazywamy krzywąspiętrzenia. W praktyce znajomość przebiegu krzywej spiętrzenia jest bardzo ważna, gdyż wiąże się z zabespieczeniami terenów cofki przed wpływem spiętrzenia (wysokość wałów, przesiąki, projektowanie pompowni na terenach poza wałami). Wypływająca z praktyki potrzeba znajomości krzywej spiętrzenia, spowodowała , że powstało wiele metod jej obliczania. Zasięg cofki, czyli długość odcinka, na którym powstaje spiętrzenie, zależy od wysokości spiętrzenia i spadku rzeki.

  4. Dla koryt o przekroju prostokątnym stosowany jest wzór Ruhlmana w postaci: Gdzie: i - spadek dna koryta , H - normalne napełnienie koryta (przy ruchu jednostajnym) L - odległość od początku cofki (Np. od budowli piętrzącej) do badanego przekroju, Z - spiętrzenie na początku cofki, z - spiętrzenie w badanym przekroju, - funkcje odczytywane z tablic Zasięg cofki, czyli długość odcinka, na którym powstaje spiętrzenie, zależy od wysokości spiętrzenia i spadku rzeki. Do przybliżonego obliczania zasięgu zasięgu cofki służy równanie -zasięg cofki spiętrzenia -wysokość spiętrzenia -spadek nie spiętrzonego zwierciadła wody -współczynnik zależny od prędkości wody i kształtu koryt

  5. W celu obliczenia zasięgu cofki na wodach płynących przyjmujemy zwykle k=2, natomiast dla wód stojących albo płynących z prędkością nie większą od kilku cm/sek k=1. W celu dokładniejszego obliczenia rzędnych zwierciadła wody w zasięgu cofki służą wzory przystosowane do rodzaju koryt; inne dla koryt regularnych, a inne dla koryt nieregularnych. Zasięg cofki obliczamy pomijając wartość , gdyż z = 0, a zatem Dla koryt parabolicznych stosowany jest wzór Tolkmitta, który ma postać: Na podstawie tego wzoru można obliczyć linię spiętrzenia oraz zasięg cofki, tj. odległość od przekroju piętrzącego do przekroju, w którym spiętrzenie można pominąć. Zwykle przyjmuje się, Ze jest to przekrój, w którym spiętrzenie wynosi 1-2 cm. Funkcje i odczytywane są z tablic.

  6. Zasięg cofki dla kanału parabolicznego obliczamy z zależności: W obliczeniach inżynierskich wzory Ruhlmana i Tolkmitta wykorzystywane są również do koryt naturalnych o przekroju poprzecznym zbliżonym do prostokątnego lub parabolicznego, dając wyniki o zadowalającej dokładności dla praktyki. Chcąc obliczyć wysokość spiętrzenia należy ustawić równanie Bernoulliego dla przekroju położonego tuż przed przeszkodą i dla przekroju w miejscu przeszkody. Ponieważ woda przepływa w korycie otwartym i obydwa przekroje są położone blisko siebie, w każdym z nich panuje to samo ciśnienie atmosferyczne, które w równaniu Bernoulliego można pominąć. Równanie formujemy w następujący sposób:

  7. Wyrazy z indeksem „0” odnoszą się do przekroju przed przeszkodą, zaś wyrazy z indeksem „m”- do przekroju przeszkody. Podstawiamy wysokość straty miejscowej oraz z warunku ruchu ciągłego Różnicę poziomów wody przed przeszkodą i na przeszkodzie, równą w przybliżeniu wysokości spiętrzenia, obliczamy następująco:

  8. Zakładając, że koryto jest o przekroju poprzecznym zbliżonym do prostokątnego, znając spadek niwelacyjny „id”, głębokość strumienia niespiętrzonego „h” i spiętrzenie nad koroną jazu „Z max”możemy korzystając ze wzorów Ruhlmanna obliczyć zasięg spiętrzenia i rzędną zwierciadła wody w interesującej nas odległości „L” od jazu. Dane: Z max =0,0035 h=0,05 id=0,0036 Podstawiając do wzoru odczytujemy z tablic Stąd zasięg spiętrzenia obliczamy Znając już zasięg spiętrzenia można obliczyć rzędną zw. wody w każdej odległości. Wzór po przekształceniu ma postać: W celu obliczenia pozostałych wielkości należy tylko zmieniać odległość „L” i po zsumowaniu z wysokością zw. wody nie spiętrzonej otrzymujemy wysokość spiętrzenia w interesującym nas punkcie.

  9. Literatura: Tadeusz Troskolański Hydromechanika Ruch cieczy w przewodach otwartych Jerzy Sobota Hydraulika Cz. II

More Related