C 1 Ry , (59)
0 n
где n – коэффициент шероховатости русла; R – гидравлический радиус се- чения потока, м; у – показатель степени, который можно принимать равным
1/6 или в зависимости от величины гидравлического радиуса R и коэффици- ента шероховатости n рассчитывать по формуле:
y 2,5
0,13 0,75 R (
0,1) .
Эти расчетные зависимости справедливы для квадратичной области турбулентного движения.
Значения коэффициента шероховатости n связывают характер гра- ничной поверхности и состояние русла с потерями напора при движении жидкости. Числовые значения n для искусственных сооружений приведены в табл. 6.
Т а б л и ц а 6
Значения коэффициентов шероховатости п
Характер поверхности
|
n для состояния поверх-
ности русла
|
обычного
|
плохого
|
Штукатурка цементным раствором; строганные доски; металлические лотки
|
0,013
|
0,015
|
Нестроганные доски
|
0,014
|
0,015
|
Кирпичная кладка на цементном растворе и облицовка из тесаного камня
|
0,015
|
0,017
|
Бетонированные каналы; бетонная облицовка; доски с планками
|
0,017
|
0,02
|
Земляные каналы правильной формы; то же, в лессах
|
0,02
|
0,025
|
Бутовая кладка на цементном растворе
|
0,025
|
0,03
|
Извилистые каналы с медленным течением; каналы в гравии с песком
|
0,027
|
0,03
|
Земляные каналы, вырытые землечерпалками; каналы в лёссах, засоренные и заросшие; каналы в галечниках
|
0,03
|
0,033
|
Чистые, высеченные в скале каналы правильной формы; каналы с земляным дном и откосами из каменной кладки
|
0,033
|
0,035
|
Габионная кладка
|
0,035
|
0,035
|
Каналы в очень плохом состоянии
|
0,04
|
—
|
Шероховатость естественных русел зависит от многих факторов: соб- ственно шероховатости русла, резкого изменения формы поперечных сече- ний, наличия в русле и на пойме промоин, растительности, отложений нано- сов и т. д. Наблюдения показывают, что шероховатость изменяется не только по длине русла, но и на одном коротком участке русла при изменении уровня воды. Особенно резкое изменение шероховатости отмечается на участках русла с сильно развитой поймой, редко заливаемой водой – при разливе воды по пойме шероховатость резко возрастает. Поэтому при проектировании от- ветственных сооружений коэффициенты шероховатости естественного русла, как правило, определяют для отдельных его частей с помощью натурных на- блюдений. Если на данном участке реки проводились натурные наблюдения, соответствующие различным расходам, то для каждого из расходов можно вычислить свой коэффициент шероховатости, который будет отвечать опре- деленному уровню воды и состоянию работающего пойменного участка. При
высоких уровнях не всегда удается организовать натурные наблюдения, и в этих случаях к выбору коэффициента шероховатости надо подходить весьма осторожно. Следует учитывать, что коэффициент шероховатости с повыше- нием уровня уменьшается до определенных размеров, а затем, когда вода разливается по поймам и они включаются в живое сечение водотока, резко увеличивается.
Значения коэффициентов шероховатости для открытых русел приведе- ны в табл. 7 и табл.8.
Т а б л и ц а 7
Значения коэффициентов шероховатости для равнинных рек по Б. В. Полякову
Категория
|
Характеристика русла
|
n
|
I
|
Песчаное, ровное, без растительности с незначительным влечением донных наносов
|
0,02…0,023
|
II
|
Песчаное, извилистое, с большим перемещением донных наносов; пойма, покрытая лугом без кустарника
|
0,023…0,033
|
III
|
Пойма, покрытая кустарником или редким лесом
|
0,033…0,045
|
IV
|
Пойма, покрытая лесом
|
0,045…0,06
|
При отсутствии натурных наблюдений (гидрометрических данных) для выбора коэффициентов шероховатости можно воспользоваться методом ана- логов, подыскивая водотоки, сходные по условиям протекания с данной ре- кой.
Т а б л и ц а 8 Значения коэффициентов шероховатости п для естественных русел по М. Ф. Срибному
Кате-
гория
|
Характеристика русла
|
n
|
I
|
Естественные русла в весьма благоприятных условиях по засорению
|
0,025
|
II
|
Русло постоянного водотока равнинного типа (преимущественно боль-
ших и средних рек) при благоприятных состояниях ложа и течения воды.
|
0,033
|
III
|
Сравнительно чистые русла постоянных равнинных водотоков в обыч- ных условиях, извилистые с некоторыми неправильностями в направле- нии струй или же прямые, но с неправильностями в рельефе дна (отмели,
промоины, отложения камня).
|
0,04
|
IV
|
Русла больших и средних рек, значительно засоренные, извилистые и
частично заросшие, каменистые с неспокойным течением.
|
0,05
|
V
|
Русла периодических водотоков, сильно засоренные и извилистые.
Сравнительно заросшие, неровные, плохо разработанные поймы рек (промоины, кустарники, деревья, наличие заводей
|
0,067
|
VI
|
Реки и поймы, весьма значительно заросшие, со слабым течением, с
большими глубокими промоинами.
|
0,08
|
VII
|
Русла сложенные крупными валунами, с извилистым строением ложа.
Перекаты ярко выраженные.
|
0,1
|
VIII
|
Реки болотного типа (заросли, кочки, во многих местах почти стоячая
вода и пр.).
|
0,133
|
IX
|
Потоки типа селевых, состоящие из грязи, камня и пр. Глухие поймы
(сплошь залесенные, таежного типа)
|
0,2
|
Тема 7. Гидродинамические машины
К динамическим (лопастным) машинам относятся лопастные насосы (центробежные и осевые) и лопастные гидродвигатели (гидротурбины). В принципе, турбина и лопастной насос являются обратимыми машинами и могут работать в обоих режимах. Мы остановимся только на центробежных лопастных насосах, наиболее часто используемых в водопроводных системах перекачки жидкостей.
Достарыңызбен бөлісу: |