Hüdraulika erikursuse kontrollküsimused (2)

HÜDRAULIKA ERIKURSUSE KONTROLLKÜSIMUSED
1.Ühtlane voolamine . Chezy valem. Normaal sügavus ja selle arvutamine: Ühtl vool on võimalik prismaatilises sängis, mille ulatuses ei muutu Q ristlõike kuju, ristl suurus A, lang i, sängi karedus n(kar tegur), ei ole takistusi. Avasängis ting rahuldavad rennid, kraavid , kanalid. I-hüdrauliline lang, io-põhja lang, i-vabapinna lang. Nad on võrdsed, s.t. põhi, vabapind ja energia joon on paralleelsed. Piki voolu ristlõige erienergia ei muutu. ho-normaalsügavus-ühtlase voolu sügavus. Põhivalem on Chezy valem kus I=io, K=CAR-vooluhulgamoodul. Q=CARio=Kio. Ristlõige võib olla mitmesugune: ristkülik, kolmnurk , poolring, parabool , trapets, liitprofiilid. Rennid tehakse betoonist, puidust jm. Kanalis torud ja dreennid on ka avasängid-on vabapind ja voolamine raskusjõu toimel. Trapetslõige: A-elavlõige A=bh+mh2= h2(β+m), kus b-põhja laius, h-vee sügavus, m-nõlvustegur, β-ristlõike lamedus. Χ=b+2h1+m2 = h(β+21+m2)-märgpiire, R=A/χ=h*(β+m)/(β+21+m2)-hüdrauliline raadius, B=b+2mh=h(β+2m)-pealtraadius. Kolmnurkne lõige b=0, ristkülikuline m=0. Nõlvustegur m sõltub nõlva kõrgusest ja pinnasest , võetakse tabelist. Ruutparabool B=2√2ph, A=2/3*hb, χ=B, R=2/3*h. Liitprofiil koosneb erinevatest ristlõikedest, mis arvutatakse eraldi. 2.Hüdrauliliselt soodsaim ristlõige: –niisugune ristlõige, mis laseb läbi suurima vooluhulga teatud kareduse, pindala ja sängi langu juures. Või ristl, mis antud kareduse, langu ja vooluhulgaga on kõige väiksem. Mida lühem on χ seda väiksem on voolu ja sängi kokkupuutepind, väiksem voolutakistus , suurem läbilaskevõime. Kõige väiksem χ on poolrinrkujulise sängi juures, aga ta ei püsi. Trapetslõige. Pinnasest sõltub nii nõlvustegur m, kui ka ristl lamedus βs. Rs=hos/2. Paraboolristlõige. Hüdrauliliselt soodsaim suhe hos/p=1,89. Niisugust parabooli ei saa pinnasesse kaevata, nõlv on liiga järsk. 3. Kanalite arvutamise tüüpülesanded: Variandid: on teada voolusäng mõõtmed, pinnas, lang, vaja teada saada läbilaskevõime; on teada Q, i pinnas, vaja projekteerida voolusäng. !Trapetslõige. !Q saab arvutada Chezy valemiga Q=CARio. Teada on b, ho, m. Chezy moodul arvutatakse C=1/n*Ry või võetakse tabelist. !Normaalsügavus. Teada on Q, io, m, n, b. Arvut proovimise teel. Poolgraafiline arvutus: anname ette erinevaid süguvusi, arvutame valemiga Q=CARio vooluhulgad ja koostame vooluhukgakõvera Q=f(h). siit saame teada ho, mis vastab teatud Q-le. Niimoodi saab ka arvutada b kui teada on Q, io, m, n, h. !A. Latõsenkovi järgi: Q=((by+2,5io0,5)/n)*((β+m)y+1,5/(β+21+m2) y+1,5). Leitakse y-väärtus(tabelist R ja n järgi. Lisast võetakse a suurus, mis on funktsioon m ja β-st, või eeldades, et Rikr, h00) primaatilise sängi puhul: i0∆l+h1+α1v12/2g=h2+α2v22/2g+∆hl, kus ∆hl=Q2/(C2A2R) ∆l=I∆l. Arvutuskäik – teadaoleva sügavuse (h1 või h2) järgi arvutatakse sellele vastav Er. Hüdrauliline lang I=Q2/(Ck2Ak2Rk), kus Ck, Ak ja Rk on ristlõigete 1 ja 2 jaoks arvutatud vastavate suuruste keskmised väärtused. 12.Vabapinna arvutamine loodussängis:(jõed, ojad) enamasti on vaja arvutada paisjooni , et selgitada, kuhu ulatub vesiehitisega tekitatud paisutus . Probl on eelkirjeldatust tublisti keerukam , sest loodussängid on korrapäratu kujuga ja nii piki sängi kui sügavuti ebaühtlase karedusega. Paisjoont saab loodussängile arvutada siis, kui veejuhe on väga põhjalikult uuritud. Ka Chezy moodul C peab olema mõõtmisandmete põhjal määratud nii piki jõge kui mitme veetaseme puhul igas jõelõigus. Lugedes voolu lõiguti ühtlaseks, saab avaldada C Chezy valemist : C=vk/√Rki = vk/√(Aki/χk), kus Vk on keskmine voolukiirus vaadeldavas jõelõigus, Rk on keskmine hüdrauliline raadius ja i veepinna lang. 13.Ülevoolud: liigitus, põhivalem: on tõke voolus , millest vesi üle voolab. Harja paksuse δ järgi liigitatakse 3 rühma: 1) õhuke ülevool – puutub ülevoolav juga kokku ainult läve esiservaga, nii nagu õhukeses seinas oleva ava puhul. δ