1. Trang Chủ
  2. Vật lý
  3. Bài giảng thủy lực - Chương 4

Bài giảng thủy lực - Chương 4

DÒNG CHẢY QUA CÔNG TRÌNH PHẦN I DÒNG CHẢY QUA ĐẬP TRÀN Đập tràn là một công trình ngăn dòng chảy và cho dòng chảy qua đỉnh đập. Đập tràn được dùng để kiểm soát mực nước và lưu lượng. Đập tràn thành mỏng Có 3 loại đập tràn thông dụng Đập tràn mặt cắt thực dụng Đập tràn đỉnh rộng Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 18 3.5 CAÙC DAÏNG NÖÔÙC NHAÛY KHAÙC 3.5.1 Nöôùc nhaûy ngaäp Khi maët caét tröôùc nöôùc nhaûy hoaøn chænh bò ngaäp thì ta coù nöôùc nhaûy ngaäp.

Thể loại Tài liệu miễn phí Vật lý

Số trang 13

Ngày tạo 8/29/2018 9:52:41 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải Bài giảng thủy lực - Chương 4 (.pdf)

Xem mẫu

  1. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 18 3.5 CAÙC DAÏNG NÖÔÙC NHAÛY KHAÙC 3.5.1 Nöôùc nhaûy ngaäp Khi maët caét tröôùc nöôùc nhaûy hoaøn chænh bò ngaäp thì ta coù nöôùc nhaûy ngaäp. B A K K hh hng h”C a hc B’ A’ Nöôùc nhaûy ngaäp h ng h⎞ 2⎛ = 1 + 2Frh ⎜ 1 − h ⎟ ⎜ hC ⎟ hh ⎝ ⎠ Vh2 laø soá Froude öùng vôùi ñoä saâu haï löu hh vaø Vh laø vaän toác ôû haï löu Fr = 2 h ghh Theo Smetana, chieàu daøi nöôùc nhaûy ngaäp ñöôïc tính: l nn = 6(h h − h C ) Chöông: DOØNG CHAÛY QUA COÂNG TRÌNH PHAÀN I DOØNG CHAÛY QUA ÑAÄP TRAØN Ñaäp traøn laø moät coâng trình ngaên doøng chaûy vaø cho doøng chaûy qua ñænh ñaäp. Ñaäp traøn ñöôïc duøng ñeå kieåm soaùt möïc nöôùc vaø löu löôïng. Ñaäp traøn thaønh moûng Coù 3 loaïi ñaäp traøn thoâng duïng Ñaäp traøn maët caét thöïc duïng Ñaäp traøn ñænh roäng Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  2. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 19 4.1 ÑAÄP TRAØN THAØNH MOÛNG δ < 0,67H 4.1.1 Coâng thöùc tính löu löôïng AÙp duïng phöông trình naêng löôïng hoaëc duøng phöông phaùp phaân tích thöù nguyeân: H Q = mb 2 g H o / 2 3 Vo 0,67H δ < 0,67H m : heä soá löu löôïng b : beà roäng ñaäp traøn Ñaäp traøn thaønh moûng αV02 H0 = H + 2g Vo: Vaän toác tieán gaàn 3/ 2 ⎛ αVo2 ⎞ Q = mob 2 g H 3 / 2 Neáu thay m o = m⎜1 + ⎟ ⎜ ⎟ 2 gH ⎝ ⎠o mo coù theå ñöôïc tính theo coâng thöùc 0,003 ⎞ ⎡ ⎤ 2 ⎛H⎞ ⎛ Bazin ⎟ ⎢1 + 0,55⎜ ⎜H+P ⎟ ⎥ mo = ⎜ 0,405 + ⎟ ⎝ H ⎠⎢ ⎥ ⎝ 1⎠ ⎣ ⎦ Vôùi phaïm vi : 0,2 m
  3. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 20 (i) chaûy töï do (ii) chaûy ngaäp 4.2.1 Caùc traïng thaùi chaûy Z H H hh P1 P P hh Chaûy töï do Chaûy ngaäp Ñieàu kieän chaûy ngaäp: Z hh > P H hh ⎛Z⎞ ⎛Z⎞ P1 ⎜ ⎟
  4. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 21 Q = mε ∑ b 2 g H o / 2 3 m : heä soá löu löôïng m = mtc.σhd.σH mtc: Heä soá löu löôïng tieâu chuaån Ñaäp traøn loaïi Creager mtc = 0,48 ÷ 0,5 phuï luïc .4.3 Ñaäp traøn hình ña giaùc mtc = 0,3 ÷ 0,45 σH: Heä soá ñieàu chænh do coät nöôùc traøn H khaùc vôùi coät nöôùc thieát keá (Htk). H > Htk : Ñaäp coù chaân khoâng σH > 1 phuï luïc 4.4 H = Htk : σH = 1 H < Htk : Ñaäp khoâng coù chaân khoâng σH < 1 σhd: Heä soá ñieàu chænh do thay ñoåi hình daïng ñaäp so vôùi hình phuï luïc 4.5 daïng tieâu chuaån 4.3 ÑAÄP TRAØN ÑÆNH ROÄNG δ 3H < δ < 8H 1 H0 H h P1 4.3.1 Caùc traïng thaùi chaûy 1 (i) chaûy töï do (ii) chaûy ngaäp Z1 Z2 1 H0 H0 hn H H K K h h hh P P1 P1 1 Chaûy ngaäp Chaûy töï do Caùc traïng thaùi chaûy qua ñaäp traøn ñænh roäng Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  5. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 22 Z1 Ñieàu kieän chaûy ngaäp Z2 hh > P H0 hn H K K h hh hn ⎛ hn ⎞ >⎜ ⎟ = 0,75 ÷ 0,85 P P1 H o ⎜ H o ⎟ pg ⎝ ⎠ 4.3.2 Coâng thöùc tính löu löôïng Chaûy ngaäp Tröôøng hôïp chaûy khoâng ngaäp Vieát phöông trình naêng löôïng cho 2 maët caét 0-0 vaø 1-1 αV 2 αVo2 V2 Ho = +H = + h + hf h f = Σξ 2g 2g 2g δ 1 2 g (H o − h ) V= α + ∑ξ 1 H0 H h V = ϕ 2 g (H o − h ) P1 1 Q = ϕA 2 g ( H o − h) Q = ϕbh 2 g ( H o − h) Khi cöûa ñaäp hình chöõ nhaät: TS. Huỳnh công Hoài –BM Cơ lưu Chất - ĐHBK tp HCM – Toùm taét baøi giaûng Q = ϕbh 2 g ( H o − h) Ta coù theå bieán ñoåi ñöa veà daïng nhö sau: h h Q = ϕb 2 g (1 − ) .H o / 2 3 Ho Ho h Q = ϕbk 1 − k . 2 g H o / 2 Ñaët k= 3 Ho Q = mb 2 g H o / 2 3 m = ϕk 1 − k Ñaët m: heä soá löu löôïng cuûa ñaäp traøn ñænh roäng phuï luïc 4.6 ϕ: heä soá löu toác phuï luïc 4.7 m = ϕk 1 − k Töø Neáu bieát m vaø ϕ coù theå suy ra k (k1 vaø k2) phuï luïc 4.7 Coùø k suy ra h (ñoä saâu treân ñænh ñaäp) Chuù yù: k1 cho h öùng vôùi doøng chaûy xieát treân ñænh ñaäp k2 cho h öùng vôùi doøng chaûy eâm treân ñænh ñaäp Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  6. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 23 Tröôøng hôïp chaûy ngaäp: Chöùng minh töông töï Q = ϕ n A 2 g ( H o − h) Tröôøng hôïp cöûa ñaäp hình chöõ nhaät: Q = ϕ n bh 2 g ( H o − h) PHAÀN 2: DOØNG CHAÛY QUA COÁNG Coáng laø teân chung ñeå chæ caùc coâng trình ñieàu khieån möïc nöôùc hay löu löôïng. (i) coáng loä thieân (ii) coáng ngaàm 4.4 COÁNG LOÄ THIEÂN Coáng loä thieân laø loaïi coáng khoâng coù traàn hoaëc voøm Töï do Cheá ñoä chaûy: Chaûy ngaäp 0 Nöôùc chaûy ngaäp H0 H C hh hh hc a a hc hng C 0 Chaûy ngaäp Chaûy töï do Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  7. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 24 Xaùc ñònh traïng thaùi chaûy Giaû söû nöôùc nhaûy taïi maët caét co heïp h’ = hc h” Neáu h” > hh Nöôùc nhaûyphoùng xa -> Chaûy töï do h” < hh Nöôùc nhaûy ngaäp -> Chaûy ngaäp 4.4.1 Coâng thöùc tính löu löôïng chaûy qua coáng loä thieân: Chaûy töï do Vieát phöông trình naêng löôïng cho 2 maët caét 0-0 vaø c-c: αVc2 Vc2 0 + Σξ c H o = hc + 2g 2g 1 2 g ( H o − hc ) = ϕ 2 g ( H o − hc ) Vc = α + ∑ξ C hh hc a Q = Vc × A = ϕ.A 2 g ( H o − hc ) C 0 Tröôøng hôïp maët caét coáng chöõ nhaät: Chaûy töï do Q = ϕ.b hc 2 g ( H o − hc ) ε : heä soá co heïp Q = ϕ b εa hc = εa 2 g ( H o − ε .a) phuï luïc.4.8 Chaûûy ngaäp Giaû thieát raèng aùp suaát treân maët caét co heïp phaân boá theo quy luaät tónh Vieát phöông trình naêng löôïng cho hai maët caét 0-0 vaø c-c Nöôùc chaûy ngaäp Vc = ϕ × 2 g ( H o − hng ) H0 H hh 2 g ( H o − hng ) Q = Vc × A = ϕ.b ε a a hc hng Chaûy ngaäp hng : xaùc ñònh theo coâng thöùc nöôùc nhaûy ngaäp trong chöông 3 Khi ñoä môû coáng a khaù nhoû hôn so vôùi ñoä saâu hh, thì xuaát hieän nöôùc ngaäp laëng hng = hh Gaàn ñuùng coù theå laáy hng = hh Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  8. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 25 4.5 COÁNG NGAÀM Ñöôïc xaây döïng qua ñeâ, ñaäp hoaëc döôùi ñöôøng coù maët caét kheùp kín Coáng ngaàm thöôøng coù maët caét hình troøn hoaëc hình chöõ nhaät 4.5.1 Traïng thaùi chaûy trong coáng ngaàm - Chaûy khoâng aùp K K Möïc nöôùc thöôïng haï löu N N thaáp hôn ñænh coáng - Chaûy baùn aùp Möïc nöôùc thöôïng löuï cao K hôn ñænh coáng K Möïc nöôùc haï löu thaáp hôn ñænh coáng - Chaûy coù aùp Möïc nöôùc thöôïng haïlöu cao hôn ñænh coáng 4.5.2 Coâng thöùc tính toaùn a. Chaûy khoâng aùp: Chieàu daøi coáng L < 8H Tính toùan nhö chaûy qua ñaäp traøn ñænh roäng b. Chaûy baùn aùp: Tính toùan nhö chaûy qua ñaäp coáng loä thieân (hôû) a Khoûang caùch töø cöûa coáng ñeán maët caét co hc heïp coù theå ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Lvaøo thöïc nghieäm sau Lvaøo = 1,4 a Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  9. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 26 c. Chaûy coù aùp: Ztl Tính toùan nhö chaûy qua Z Zh moät oáng ngaén coù aùp Vo Zd D Q = ϕc.A. 2 gZ o Vo2 Zo = Z + α 2g A: Tieát dieän ñaày coáng Z: Cheânh leäch möïc nöôùc thöôïng haï löu ϕc: Heä soá löu toác qua coáng ξc: Heä soá toån thaát cuïc boä L: Chieàu daøi coáng 1 ϕc = R: Baùn kính thuûy löïc maët caét 2 gL α + ∑ξ c + thaúng ñöùng coáng C 2R C: Heä soá Chezy Zh > Zd - D/2 Z = Ztl - Zh Zh > Zd - D/2 Z = Ztl – (Zh-D/2) CAÂU HOÛI TRAÉC NGHIEÄM Caâu 1. Doøng chaûy qua ñaäp traøn thöïc duïng, ôû cheá ñoä chaûy ngaäp, coù: a) Möïc nöôùc haï löu cao hôn ngöôõng ñaäp traøn b) Doøng chaûy qua ñaäp traøn laø chaûy eâm c) Möïc nöôùc haï löu aûnh höôûng tôùi löu löôïng qua ñaäp traøn d) Caû 3 caâu ñeàu ñuùng Caâu 2. Doøng chaûy qua coáng hôû (loä thieân), ôû cheá ñoä chaûy töï do, coù: a) Nöôùc nhaûy ngaäp b) Nöôùc nhaûy töï do c) Doøng chaûy qua cöûa coáng ôû cheá ñoä chaûy eâm d) Caû 3 caâu ñeàu sai. Caâu 3. AÙp suaát treân beà maët ñaäp traøn Creager: a) Baèng aùp suaát khoâng khí. b) Laø aùp suaát chaân khoâng khi coät nöôùc treân ngöôõng traøn cao hôn coät nöôùc thieát keá. c) Lôùn hôn aùp suaát khoâng khí khi coät nöôùc treân ngöôõng traøn cao hôn coät nöôùc thieát keá. d) Caû 3 caâu ñeàu sai. Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  10. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 27 Caâu 4. Trong coâng thöùc tính löu löôïng qua coáng ngaàm khi chaûy coù aùp, heä soá löu löu toác ñöôïc tính 2gL ϕ =1/( +Σξc + 1 ) C2R , trong ñoù toån thaát doïc ñuôøng chaûy trong coáng ñöôïc tính vôùi ñieàu kieän doøng chaûy trong coáng laø: a) Chaûy roái thaønh trôn thuûy löïc b) Chaûy roái thaønh nhaùm thuûy löïc c) Chaûy roái thaønh hoaùn toaùn nhaùm d) Cho taát caû traïng thaùi chaûy Caâu 10. Neáu cuøng moät ñoä saâu H tröôùc ñænh ñaäp vaø cuøng beà roäng b, doøng chaûy qua ñaäp laø chaûy töï do thì loaïi ñaäp cho löu löôïng lôùn nhaát laø : a) Ñaäp traøn thaønh moûng b) Ñaäp traøn maët caét thöïc duïng c) Ñaäp traøn ñænh roäng d) Caû 3 ñeàu baèng nhau Ñaäp traøn thaønh moûng Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  11. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 28 Ñaäp traøn thaønh moûng hình tam giaùc Ñaäp traøn maët caét thöïc duïng Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  12. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 29 Coáng loä thieân Coáng ngaàm maët caét hình troøn Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
  13. Toùm taét baøi giaûng Thuûy Löïc- TS Huyønh coâng Hoaøi ÑH Baùch Khoa tp HCM 30 Coáng ngaàm maët caét hình hoäp Coáng ngaàm maët caét hình hoäp Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học