bg thuy luc dai cuong chapter 7 nuoc nhay 897

Đường mặt nước cắt ngang đường độ sâu phân giới K-K.. ▪ TH nối tiếp từ dòng xiết sang dòng êm: phương trình vi phân dòng không đều hoàn toàn không có lời giải mặt nước bị gián đọan.. 

1

Chương 7: NƯỚC NHẢY

MAI Quang Huy

Bộ mơn Thủy lực – Thủy văn, Khoa Cơng trình

Trường Đại học Giao thơng Vận tải

Hà nội 2014

2

1 KHÁI NIỆM (1/2)

● Xét nối tiếp của 2 dòng chảy mà 1 trong 2 ở chế độ chảy êm, còn dòng kia chảy xiết Đường mặt nước cắt ngang đường độ sâu phân giới K-K

+ Từ chương 5: h  hk =>

▪ TH nối tiếp từ dòng êm sang

dòng xiết: có thể chấp nhận được

▪ TH nối tiếp từ dòng xiết sang dòng

êm: phương trình vi phân dòng không đều hoàn toàn không có lời giải (mặt nước bị gián đọan)

 Thực tế quan sát: nối tiếp từ dòng xiết sang dòng êm thông qua

con nước nhảy

ĐN: Nước nhảy là sự biến đổi gấp

của dòng chảy từ độ sâu nhỏ hơn h k , tới độ sâu lớn hơn h k





dl dh

K

K

w w

H3.1 DÂng ½õđng mÜt nõðc khi h tiän tði hc

K

K

H3.2 Nêi tiäp h lõu bÙng nõðc nhÀy Nứớc nhảy

Chương VII- Nước nhảy

2

3

1 KHÁI NIỆM (2/2)

Các thông số của nước nhảy

° h’, h’’ – 2 độ sâu liên hiệp trước và sau nước nhảy;

° ln – chiều dài nước nhảy;

° ln – chiều dài đoạn sau nước nhảy;

° hH – độ sâu kênh hạ lưu (h’’  hH);

H3.4 Sï ½ë nõðc nhÀy

C

an

H

Chảy xiết Nước nhảy Chảy êm không đều Chảy êm, đều

hk

lsn

2 PHƯƠNG TRÌNH & HÀM NƯỚC NHẢY (1/2) 2.1 Phương trình nước nhảy

Xét nước nhảy trong kênh lăng trụ dài, có mặt cắt ngang hình chữ nhật hoặc gần với hình chữ nhật, độ dốc đáy kênh là nhỏ (i < ik)

Ngoại lực tác dụng lên thể tích kiểm soát ABCD:

° G – Trọng lực;

° P1, P2 – Aùp lực 2 đầu;

° T0 – Lực ma sát đáy kênh;

° R – Phản lực vuông góc đáy kênh Phương trình biến thiên động lượng trên phương dòng chảy:

Các giả thiết:

°i = 0 => Gs = Rs = 0

°T0 = 0

°Dòng chảy biến đổi chậm tại 2 mcắt AB và CD => quy luật thủy tĩnh và

s s s s

G   1 2 0  22 11

0 , 1





D

P2

h’’ C2

T0

P1 h’

y C2

B

A

C

y2

y1

Chương VII- Nước nhảy

3

5

2 PHƯƠNG TRÌNH & HÀM NƯỚC NHẢY (2/2)

+ Aùp lực 2 đầu kênh:

+ Động lượng ra – vào:

2.2 Hàm nước nhảy

° Cực tiểu: tại h=hk

° Pt nước nhảy:

















1 01 2 02 2 1 01 2 02

1 1















 1 1 2 2

2

1 P g y y

2

2 02 2 2 1

2 01 1









 





 0Q2 y

h  



 h   h



h k

h Q=const

e0,

e 0min

min h'

e0

e n

3 TÍNH TOÁN NƯỚC NHẢY (1/2)

3.1 Độ sâu liên hiệp

° Trường hợp tổng quát, giải ptrình:

° Trường hợp kênh mcắt chữ nhật, ptrình nước nhảy cho lời giải:

3.2 Tổn thất năng lượng

° Trường hợp tổng quát:

° Trường hợp kênh mcắt chữ nhật:

2

2 02 2 2 1

2 01 1









































"

8 1 2

"

'

3

h

h h

































' 8 1 2

'

"

3

h

h h

2

1 E E

E n 



h h

a

E n







 4

3

a nhh Chương VII- Nước nhảy

4

7

3 TÍNH TOÁN NƯỚC NHẢY (2/2)

3.3 Chiều dài nước nhảy

° Các công thức thực nghiệm thuần túy, không có lời giải lý

thuyết

° Một số công thức cho kênh mcắt chữ nhật:

h

l n 54, 

h h

l n 5  

 2 1 , 01

1 1 75

,

l n

Chương VII- Nước nhảy