Một số công thức về thủy lực phục vụ cho thi trường giao thong vận tải

Một số công thức về Thủy Lực phục vụ cho thi trường giao thong vận tải... B1: Xác định chế độ chảy là gì?. Phương pháp xác định độ sâu dòng chảy đều... - Xác định lưu lượng Q, cho trước:

Một số công thức về Thủy Lực phục vụ cho thi trường giao thong vận tải

1 NHỮNG DẠNG TỔN THẤT

∑ +∑

h

(cách 2: dòng chảy chảy đến đâu, gặp trở ngại gì thì viết ra trở ngại đấy, cách

này sẽ tránh cho việc bỏ sót tổn thất)

d

l g

v g

v

d

l

h d = λ = ξ ; ξ = λ

2 2

2 2

2

2

ξ

=

2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY, THÍ NGHIỆM REYNOLDS

0 0 2

1

T L T L

L LT

Vd

ν

4.6.7 Công thức xác định hệ số ma sát

B1: Xác định chế độ chảy là gì? Tầng hay rối.

B2: Nếu chảy tầng Re≤2000 thì

Re

Re

64 = A

=

V =

= α

3

2

;

1V ≈ u

= α

*



















≤

∆

≤

∆

≤

∆

≥

6 25

, 0 :

nh¸m

thµnh

Khu

6 :

nh¸m toµn hoµn

Thµnh

4 :

cã tron

Thµnh

t

t t

δ

δ δ

Trạng thái chảy rối trong thành trơn thủy lực

4 Re

3164

,

0

=

tr

λ

4.6.7.3 Trạng thái chảy rối trong vùng hoàn toàn nhám thủy lực 0 , 11 ( ) 1 / 4

d

∆

= λ

4.6.7.4 Khu vực thành không hoàn toàn nhám

4 / 1

) Re

68

(

11

,

0 ∆+

=

d

λ

4.6.8 Phương trình Sêdi

• Công thức Maninh (1890) áp dụng cho dòng chảy đều:

6

/

1

1

R

n

• Công thức Phoóccơrâyme (1923):

5

/

1

1

R

n

C= thích hợp với kênh hở có 0 , 02 <n< 0 , 03 (không cỏ, không sạt lở, không có đá lớn)

• Công thức N N Pavơlốpski: áp dụng cho 0 , 1 <R< 3 , 0 ÷ 5 , 0m và n< 0 , 04

y

R

n

C= 1 y= y(n,R) = − 0 , 13 + 2 , 5 n− 0 , 75 ( n− 0 , 1 ) R

khi R< 0 , 1m thì y= 1 , 7 n

khi 0 , 1 <R 1< m thì y= 1 , 5 n

khi R 1> m thì y= 1 , 3 n

Trong các công thức trên, R có đơn vị là mét (m), hệ số C có đơn vị là

s

m /

4.7 TỔN THẤT CỤC BỘ

2

)

2

1 −

nên để công thức nguyên bản sau đó biến đổi tiếp)

2

2 2

ζ

= ; 0 , 5 ( 1 ) 0 , 5 ( 1 2)

2

D

d

Ω

−

ζ

4.8 Dòng chảy qua lỗ

gH 2 gH

2

1

v

c

c

ζ

trong đó

c c

1

ζ ϕ

ϕ

+

tính vận tốc)

Lưu lượng chảy qua lỗ sẽ bằng:

gH 2 v

v

Q= cωc = cεω = ϕεω

lượng)

gH

2

Q= µω µ = 0 , 61, ε = 0 , 63, ϕ = 0 , 97, ζc = 0 , 065

4.9 Dòng chảy qua vòi hình trụ gắn ngoài cột áp không đổi.

gH

2

Lưu lượng của vòi sẽ bằng:

gH 2 gH

2 v

82

,

0

=

= µ

ϕ

Tính độ cao chân không trong vòi

H

75

,

0

h ck =

4.9 Tính toán thủy lực đường ống

4.9.2 Tính đường ống dài

a) Đường ống nối tiếp

∑

i

i

2

K

l

Q

H

b) Đường ống nối song song

2 n

2 n n 2

2

2 2 2 2 1

2 1 1 B A d

K

Q l

K

Q l K

Q l H H

∑

= + +

+

= Q1 Q2 Qn Qi

Q

c/ đường ống phân phối nước liên tục:

l K

Q H l q Q

o T

2

; 55

,

+

=

CHƯƠNG 5: DÒNG CHẢY ĐỀU KHÔNG ÁP TRONG LÒNG DẪN HỞ

i K Ri C

v

Hệ số Sêdy C(

s

công thức đầu

Với Mặt cắt kênh phức tạp

Nhám dẫn xuất:

χ

χ χ

χ χ

χ χ

=

= +

+ +

+ + +

=

n i i i n

n n ds

n n

n n

2

2 1

2 2

2 2 1

2 1

5.2 Mặt cắt tốt nhất về thuỷ lực

h

b = 2 1 + 2 −

h

b

5.3 Phương pháp xác định độ sâu dòng chảy đều Phương pháp thử dần

loạt các hi xác định được các ωi,Ri,Ci và Ki tương ứng, giá trị hi nào có K i ≈K0là

5.3.2 Bài toán thiết kế mặt cắt

- Xác định lưu lượng Q, cho trước: bề rộng b,hệ số mái dốc m,độ dốc đáy i,hệ

số nhám n, chiều sâu mực nước h

- Xác định độ dốc đáy i, cho trước b,m,Q,n,h

- Xác định kích thước kênh, cho trước: m,Q,n,i

Chuyển động không đều thay đổi gấp: ví dụ nước nhảy

Năng lượng đơn vị của dòng chảy là:

g

v p z

E

2

2

α

γ + +

=

2

g

α

Như vậy đối với dòng đổi dần ta luôn có:

dl

6.2 ĐỘ SÂU PHÂN GIỚI ĐỘ DỐC PHÂN GIỚI.SỐ FROUDE SỐ FROUDE VÀ TIÊU CHUẨN PHÂN BIỆT CÁC TRẠNG THÁI CHẢY

2

k

Q

g

α ω

Vậy: với một lưu lượng đã cho và với một mặt cắt xác định độ sâu phân giới

là độ sâu mà làm cho tỷ năng mặt cắt tại một mặt cắt nào đó đạt giá trị nhỏ nhất

Độ sâu phân giới chia đồ thị e = f(h) thành 2 phần:

(h > hk): e đồng biến với h de 0

dh

nên gọi là chảy êm)

dh

Phương pháp thử dần ,Phương pháp đồ thị

Với mặt cắt hình chữ nhật:

2

k

h









3

kcn

k h

2

.

m h Q

h

Với mặt cắt hình tam giác: 5 2

2 Q h

gm

α

h

64g.p

α

=

6.2.2 Độ ố d c phân gi i i ớ k

k k k k

R C

Q

2

ω

=

g

Q

2

ω

α

=

Dựa vào quan hệ giữa h với các thông số khác ta có bảng phân biệt trạng thái chảy

Trạng thái chảy

Phân loại theo

Êm Phân giới Xiết

> hk

= hk

< hk

< ik

= ik

> ik

> 0

= 0

< 0

< 1

= 1

> 1

6.3 Phương trình vi phân cơ bản của dòng chảy ổn định thay đổi chậm trong kênh hở

ch y ả

dl = dl + dl = − ⇒ dl = −

Fr

J i B g Q

J i dl

dh

−

−

=

−

−

=

⇒

1

2

ω α

6.4 Khảo sát các dạng đường mặt nước trong lòng dẫn lăng trụ

Tại khu (a) & (c) chỉ có đường nước dâng Tại khu (b) chỉ có đường nước hạ

Đường mặt nước có xu hướng tiệm cận với đường N-N và bị mất liên tục khi gặp K-K

6.5 Tính và vẽ đường mặt nước trong kênh hở

l

∆ = −

2

1 2

1 2

J J i

e e l

+

−

−

=

∆

;hoặc gọi tên đường mặt nước và vẽ định tính đường mặt nước (bài

đưa h sẽ được đường mặt nước khu nào) 6.6 Nước nhảy

2 2 2

2 0 1 1

1

2

ω

α ω

ω

α

C

g

Q y

g

Đâylà PT cơ bản của nước nhảy hoàn chỉnh

6.6.5.Tính chiều sâu liên hiệp trong lòng dẫn lăng trụ

6.6.5.1 Mặt cắt bất kỳ

giải bằng cách tính đúng dần hoặc dùng đồ thị

6.6.5.2 Mặt cắt chữ nhật

2 1

2 1

1 3

1

1

















−







 +

h

h h

2 1

2 1

2 3

2

2

















−







 +

h

h h

CHƯƠNG 7: ĐẬP TRÀN

7.1 Khái niệm và phân loại đập tràn Công thức tổng quát tính lưu lượng qua đập tràn

7.1.3 Công thức tổng quát tính lưu lượng qua đập tràn

2 / 3 0

2 H g mb

7.2 TÍNH LƯU LƯỢNG QUA ĐẬP TRÀN MẶT CẮT THỰC DỤNG

cột nước α2v g02

7.2.3 Điều kiện chảy ngập và hệ số ngập

Chảy ngập: 2 điều kiện

b) Dòng chảy sau đập là dòng chảy êm, ngập đỉnh, nối tiếp với hạ lưu bằng nước nhảy ngập hoặc không có nước nhảy

Điều này xảy ra khi

g P

z P

z

.













g P

z

.























P

H

tra bảng 4.1 (Phùng Văn Khương.2000)

7.2.4 Ảnh hưởng co hẹp bên

Đập có nhiều khoang, cùng bề rộng b

b

H n

2 0

mb

mt

7.3 TÍNH LƯU LƯỢNG QUA ĐẬP TRÀN ĐỈNH RỘNG

Lưu lượng Q=vω = ϕ ω 2g(H0 −h)

0

2 H g mb

Q=

0

H

h

k= ) Xét chỉ tiêu ngập

Chỉ khi mức nước hạ lưu dâng lên, khiến dòng chảy trên đỉnh đập hoàn toàn ở

Nhiều tác giả có các kết quả khác nhau, Nhưng đều thống nhất về bản chất vật

lý của quá trình chuyển từ chảy không ngập sang chảy ngập cho các trị số phân giới vào khoảng

0

÷

=









pg

n

H

h

Hoặc

4 , 1 2

,

1 ÷

=









pg

k

n

h

h

CHƯƠNG 8 NỐI TIẾP VÀ TIÊU NĂNG Ở HẠ LƯU CÔNG TRÌNH

I/ Xác định hình thức nối tiếp ở hạ lưu công trình

b

Q q P

P H E g

m

q









=

3 / 2

2 /

3

)

(

o

c

E

q

F

ϕ

τ =

o c

c

c" h " τ "E

So sánh (chú ý tùy thuộc vào kết quả bài tính mà lấy 1 trong 3 ý sau):

h

c h

h" > : nối tiếp hạ lưu bằng nước nhảy phóng xa

h

c h

h" = : nối tiếp hạ lưu bằng nước nhảy tại chỗ

h

c h

h" < : nối tiếp hạ lưu bằng nước nhảy ngập

II/ Xác định chiều dài phóng xa

2 1

2 1 2

3

















−







 +

h

k h

h

h h

h

B3:

2

' '

c h

c h h h

h h J J i

e e J i

e

l

+

−

−

=

−

∆

=

∆

III/ Xây dựng công trình tiêu năng đào bể hoặc xây tường (câu này dành sau cùng nếu còn thời gian )