Chương 5: DÒNG CHẢY ĐỀU KHÔNG ÁP TRONG LÒNG DẪN HỞ MAI Quang Huy Bộ môn Thủy lực – Thủy văn, Khoa Công trình Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà nội 2014 1... mc ứng với bln là LNVTL.
Trang 1Chương 5: DÒNG CHẢY ĐỀU KHÔNG
ÁP TRONG LÒNG DẪN HỞ
MAI Quang Huy
Bộ môn Thủy lực – Thủy văn, Khoa Công trình
Trường Đại học Giao thông Vận tải
Hà nội 2014
1 CÁC KHÁI NIỆM
Dòng chảy trong kênh hở:
là dòng chảy có mặt thoáng;
Các thông số:
h: độ sâu dòng chảy;
i: độ dốc đáy;
Khi độ dốc nhỏ: => Đường đo áp trùng với mặt thoáng;
M.c ướt là mặt cắt ngang thẳng đứng;
Dòng chảy đều: là dòng chảy có các đặc trưng của nó (tốc độ
v, chiều sâu h, độ dốc đáy i, độ nhám n…) không đổi theo dòng chảy; => i = J p = J;
Dòng chảy thường là ở khu rối hoàn toàn nhám => Tính toán bằng công thức Sedy;
2 Chương V- Dòng chảy đều không áp trong lòng dẫn hở
h
i
P
P
E
E
Q
g
V 22
Trang 21 CÁC KHÁI NIỆM
Công thức Sedy:
Hoặc: (1)
thủy lực; K – Module lưu lượng;
Công thức (1) là công thức tổng quát của dòng đều
Công thức Maning: (2)
Kênh hình thang cân:
3 Chương V- Dòng chảy đều không áp trong lòng dẫn hở
Ri C
V
i K Ri C V
6 1
1R/ n
C
h
b
m
2 1 2
.
m h
b
h mh
b
w
ctg
m
Đ.n: kênh LNVTL là kênh có lưu
lượng cực đại (Qmax) khi diện tích m/c (w) và độ dốc (i) cho trước;
Bt xác kênh LNVTL một cách tổng quát cho mọi dạng mc là rất khó
và không thực tế;
Xét trường hợp mặt cắt hình thang; b = b/h mc ứng với bln
là LNVTL Tại bln :
4 Chương V- Dòng chảy đều không áp trong lòng dẫn hở
w,
V
b=b/h
bln
0 0
ln ln
b b
b b
b
b w
d d d
d
m m
ln 2 1
b
Trang 33 CÁC BÀI TOÁN VỀ DÒNG CHẢY CHẢY ĐỀU TRONG
LÒNG DẪN HỞ
Bài toán 1- Tính lưu lượng Q khi biết w và i;
Bài toán 2- Tính độ dốc đáy i khi biết Q và w;
Bài toán 3- Tính diện tích mặt cắt ướt w khi biết Q và i;
Cách giải
● Bài toán 1 và 2, lời giải được rút ra trực tiếp từ pt cơ bản;
● Bài toán 3 sẽ hơi khó khăn; ví dụ như mặt cắt hình thang được
xđ bằng 03 yếu tố: m, b và h
+ hệ số mái dốc (m) xđ phụ thuộc vào loại v/l áo kênh; còn lại
b và h nên sẽ có một số TH sau:
biết b (hoặc h) tìm h (hoặc b) => phải thử dần
tìm đồng thơi h và b => gặp nhiều trong thực tế:
Kênh nhỏ (vd rãnh) có thể dựa vào đk kênh có LNVTL;
Kênh lớn, thường biết thêm một điều kiện như: R hoặc v;
Chương V- Dòng chảy đều không áp trong lòng dẫn hở
5
4 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHÁM
Trường hợp kênh có mặt cắt phức tạp:
Mặt cắt ướt được chia làm nhiều phần đơn giản, và
hệ số nhám của toàn bộ mặt cắt được tính từ hệ số nhám của các phần đơn giản;
Một số công thức:
(theo Einstein) (theo Pavlopski)
Chương V- Dòng chảy đều không áp trong lòng dẫn hở
w1
w2 w3
n 1 , 1
n 2 , 2
n 3 , 3
3
1 2
N
i i i td
n n
2
1 2
N
i i i td
n n
6