Xem mẫu
- TS. Nguyeãn Thò Baûy - ÑHBK tp HCM -Baøi Giaûng TL
CHÖÔNG
doøng chaûy gaàn nhö doøng
ñeàu treân moät ñoaïn raát nhoû
vaø aùp suaát treân maët caét öôùt
xem nhö phaân boá theo qui
Chuyeån ñoäng khoâng luaät thuỷ tónh
ñeàu bieán ñoåi chaäm
ñoä doác ñöôøng maët nöôùc, ñoä
Chuyeån ñoäng doác ñaùy keânh, vaø daïng cuûa
khoâng ñeàu maët caét ngang keânh thay
trong keânh ñoåi raát chaäm doïc theo doøng
chaûy trong keânh
Chuyeån ñoäng khoâng
ñeàu bieán ñoåi gaáp
DOØNG KHOÂNG ÑEÀU 1
- TS. Nguyeãn Thò Baûy - ÑHBK tp HCM -Baøi Giaûng TL
I CAÙC KHAÙI NIEÄM
1. Naêng löôïng toaøn phaàn cuûa 1 ñv trl löu chaát B
Maët thoaùng
d
h
h h
dA
p α V2 α V2
E = z+ + = a+h+
0ñ 0ñ
γ 2g θ
2g
Ñaùy keânh
a
0 0
Maët chuaån
2. Naêng löôïng rieâng cuûa maët caét E0
Laø naêng löôïng toaøn phaàn cuûa 1 ñôn vò troïng löôïng chaát loûng so vôùi
maët chuaån naèm ngang ñi qua ñieåm thaáp nhaát cuûa maët caét ñoù
α V2 α Q2
E0 = h + = h+ = E−a
2gA 2 dE0 dE da
2g
= − = i−J
ds ds ds
3. Khaûo saùt bieán thieân E0 theo s:
⎧ E ↓ , ↑, = const theo s
⇒⎨ 0
⎩ E luoân ↓ theo s
4. Khaûo saùt bieán thieân E0 theo h khi Q=const
h
⎛ ⎞
αQ 2
dE0 d
E0
= ⎜h + 2⎟
dh dh ⎝ 2gA ⎠
Chảy eâm
α Q 2 ⎛ 2 dA ⎞ h
= 1− ⎜ A 3 dh ⎟
2g ⎝ ⎠
αV 2
α QB 2
dE0
= 1− = 1 − Fr 2 2g
3
Chảy xieát
dh gA
hcr
löïc quaùn tính ⎞
⎛
α Q2B
⎜ tæ leä vôùi tæ soá
Fr2 = ⎟
E0
troïng löïc ⎠
gA3 ⎝
E0min
5. Ñoä saâu phaân giôùi hcr
Acr αQ2
3
⎛ dE0 ⎞
h = hcr ⇔ ⎜ = 0 ⇔ 1 = Fr ⇔ =
2
⎟
⎝ dh ⎠h=hcr Bcr g
Keânh hình chöõ nhaät (A=bh; B=b):
3
α Q2 α q2 h
hcr = 3 =3 ⇒ E0min = hcr + cr 2 = 1,5hcr
2
gb g 2hcr
2α Q 2
B=mh):
Keânh hình tam giaùc caân (A=mh2; h cr = 5
gm 2
DOØNG KHOÂNG ÑEÀU 2
- TS. Nguyeãn Thò Baûy - ÑHBK tp HCM -Baøi Giaûng TL
6. Khaûo saùt bieán thieân E0 theo Q h
Q3
Q2
Nhaän xeùt: Khi löu löôïng taêng, hcr
Q1 Q1
- TS. Nguyeãn Thò Baûy - ÑHBK tp HCM -Baøi Giaûng TL
8 . Ñoä doác phaân giôùi icr h0=hcr ⇔i= icr
Tìm icr:
h0
Bieãu dieãn
Vì h0=hcr neân: Q = C0A0 R0i = Ccr Acr Rcricr
ho=f(i) khi
( )
2
α AcrC Rcricr
Maët khaùc vôùi hcr thì: A = α Q ⇒ A = Q=const
3 3
2
cr
cr cr
Bcr g Bcr g
i< icr⇔h0>hcr
gAcr gPcr
Suy ra: icr = =
hcr
α CcrRcrBcr α CcrBcr
2 2
i> icr⇔h0>> h ⇒ Bcr ≈ Pcr ⇒ i cr =
α Ccr
2
icr i
9 . Caùc traïng thaùi chaûy
Phaân bieät theo
Traïng thaùi
chaûy
Ñoä saâu h Soá Froude Vaän toác ∂E 0 ∂ h
∂E 0
EÂm V0
∂h
∂E 0
h = h cr
Phaân giôùi V=C =0
Fr = 1 ∂h
∂E 0
V>C
h > hcr
Xieát Fr > 1
- TS. Nguyeãn Thò Baûy - ÑHBK tp HCM -Baøi Giaûng TL
1. Daïng ñöôøng maët nöôùc trong keânh laêng tru ïbieán ñoåi chaäm daàn
Q2
2 2 2
Q Q
2 2
K2 = K0
J
Q Q
Vì: : J = 2 2 = 2 i= 2 2 =2 ⇒=2
Vaø:
A 0 C0 R 0 K 0 K2
ACR K iQ
2
2
K0
K0
1−
dh
Neân ta vieát laïi p.tr ñeå bieän luaän ⇒ K2
=i
1 − Fr 2
ds
dh ds > 0 ⇒ ñöôøng nöôùc
daâng
dh ds = 0 ⇒
Nhaän xeùt: doøng ñeàu ↔ I=J
dh ds < 0 ⇒ ñöôøng nöôùc haï
a
N 2
K0
< 1 ↔ dâng
Giaû thieát maët caét K2
b
ngang “bình thöôøng”
K N
h0
↔K taêng khi h taêng.
2
K0
> 1 ↔ haï
K2
Ta bieän luaän cho moät c
hcr
tröôøng hôïp i>0.
K
2
K0
Caùc tröôøng hôïp khaùc seõ > 1 ↔ daâng
K2
CM töông töï 0< i < i
cr
2. Tính toaùn ñoä saâu h trong keânh laêng truï
Ph phaùp tích phaân gaàn ñuùng cuûa Bakhmeteff: i>0
K2
2 2
K0 K0 −1
1− 2 1− 2
i−J 2
K0
dh K K =i
= =i =i
αQ2B αK0iB C2R
2
K2 K2
ds
1− 1− 1− j 0 −j
gA3 gA A2C2R K2 2
K0
2 x
⎛K⎞ ⎛h⎞
α iC 2 B theo − Bakh .
= x laø soá muõ thuûy löïc
⎟ =η
j= x
⎜ ⎟ ⎜
⎝ K0 ⎠ ⎝ h0 ⎠
gP
ηx − 1 dη
⎛⎞ dh
Töø: ⎜ h ⎟ = η ⇒ dη = 1 dh ⇒ dh = h dη ⇒ =i x = h0
⎜h ⎟ η −j
ds ds
0
ds h 0 ds ds ds
⎝ 0⎠
ηx − j 1− j η
i i∆l dη
2
ds = x dη = dη − ⇒ = (η2 − η1 ) − (1 − j ) ∫
⇒
η −1 1 − ηx
h0 1 − ηx
h0 η1
ϕ tra baûng theo η vaø x
i∆l
= (η2 − η1 ) − (1 − j ) ( ϕ(η2 ) − ϕ(η1 ))
⇒
h0 (xem phuï luïc cuoái GT TL)
DOØNG KHOÂNG ÑEÀU 5
- TS. Nguyeãn Thò Baûy - ÑHBK tp HCM -Baøi Giaûng TL
Xaùc ñònh soá muõ thuûy löïc x
Caùc keânh coù soá muõ thuyû löïc x laø haèng soá nhö sau:
Keânh hình chöõ nhaät raát heïp: x = 2,0
Keânh hình chöõ nhaät raát roäng: x = 3,4
Keânh parabol heïp: x = 3,7
Keânh parabol roäng: x = 4,4
Keânh hình tam giaùc: x = 5,4
Caùc keânh maø x ñöôïc tính gaàn ñuùng theo coâng thöùc:
Keânh hình chöõ nhaät vaø parabol: lg K tb − lg K 0
x=2
Keânh hình thang: lg h tb − lg h 0
Caùc keânh khaùc coù daïng gaàn vôùi caùc loaïi treân:
Caùc keânh maø x hoaøn toaøn khoâng theå tính gaàn ñuùng theo
coâng thöùc treân:
Caùc keânh coù maët caét ngang daïng kheùp kín (oáng ngaäp nöôùc
moät phaàn…)
Caùc keânh coù maët caét ngang laø gheùp cuûa caùc hình ñôn giaûn.
Moät soá maët caét khaùc, ta phaûi kieåm tra theo coâng thöùc treân
môùi coù theå keát luaän.
Phöông phaùp sai phaân höõu haïn:
− E0m
∆E 0 E
dE0
= − J + i (*)
Töø = − J + i ⇔ 0m +1
= i−J →
∆s ∆l
L L L
ds
J + J m +1
2 2
Q Q
Tính J trung bình: J= m
J= 2 2 = 2 hoaëc
2
ACR K
m m+1
Coù hai baøi toaùn:
•Baøi toaùn 1: Cho h1, h2. Tìm ∆L
Vm hm Vm+1 hm+1
•Giaûi:
i
Töø h1, h2 ta tính E01 vaø E02 , Jtb
0
0
Duøng phöông trình (*) ñeå tính ∆L
∆lm
Baøi toaùn 2: Cho h1, ∆L. Tìm h2
Giaûi: Ñaây laø baøi toaùn tính thöû daàn h2
Cho moät giaù trò ban ñaàu h2,
Töø h1, h2 ta tính E01 vaø E02 , Jtb .
Duøng phöông trình (*) ñeå tính ∆L.
So saùnh ∆L vöø tính ñöôïc vôùi giaù trò ñeà baøi cho ñeå thöû daàn ra h2
DOØNG KHOÂNG ÑEÀU 6
- TS. Nguyeãn Thò Baûy - ÑHBK tp HCM -Baøi Giaûng TL
Ví duï1: Keânh hình thang b=3m, m=1, n= 0,015, i= 0,001,
Q=51,2m3/s. h1=3.2m; h2=4m, ∆L?
h A V E0 d e lE0 h tb A tb P tb Rtb Ktb Jtb del L L zd zm t x
3 .2 1 9 .8 2 .6 3 .5 0 0 3 .2 0
3 .3 2 0 .8 2 . 5 3 . 6 0 .0 7 3 .2 5 2 0 .3 1 2 .2 1 .7 1903 0 .0 0 0 7 2 5 2 .3 252 - 0 .3 3 252
3 .4 2 1 .8 2 . 4 3 . 7 0 .0 7 3 .3 5 2 1 .3 1 2 .5 1 .7 2024 0 .0 0 0 6 2 0 2 .8 455 - 0 .5 2 .9 455
3 .5 2 2 .8 2 . 3 3 . 8 0 .0 8 3 .4 5 2 2 .3 1 2 .8 1 .7 2150 0 .0 0 0 6 1 7 5 .6 631 - 0 .6 2 .9 631
3 .6 2 3 .8 2 . 2 3 . 8 0 .0 8 3 .5 5 2 3 .3 13 1 .8 2279 0 .0 0 0 5 1 5 8 .5 789 - 0 .8 2 .8 789
3 .7 2 4 .8 2 . 1 3 . 9 0 .0 8 3 .6 5 2 4 .3 1 3 .3 1 .8 2414 0 .0 0 0 4 1 4 6 .8 936 - 0 .9 2 .8 936
3 .8 2 5 .8 2 4 0 .0 8 3 .7 5 2 5 .3 1 3 .6 1 .9 2553 0 .0 0 0 4 1 3 8 .4 1074 - 1 .1 2 .7 1074
3 .9 2 6 .9 1 . 9 4 . 1 0 .0 8 3 .8 5 2 6 .4 1 3 .9 1 .9 2696 0 .0 0 0 4 132 1206 - 1 .2 2 .7 1206
4 28 1 . 8 4 . 2 0 .0 9 3 .9 5 2 7 .5 1 4 .2 1 .9 2844 0 .0 0 0 3 1 2 7 .1 1334 - 1 .3 2 .7 1334
z=f(x) ñaùy
4
3
Maët thoaùng-a1
2
1
N-N(h0=3m)
0
-1
K-K(hcr=2.37m)
-2
0 200 400 600 800 1000 1200
x(m)
Vaän toác truyeàn soùng nhieãu gA
c=
ñoäng nhoû trong nöôùc tónh: B
Q2
2
Q 2B
⎛V⎞ 2
A
⇒⎜ ⎟ = = = Fr 2
2
gA 3
⎝c⎠ ⎛ gA ⎞
⎜ B⎟
⎝ ⎠
2
2
DOØNG KHOÂNG ÑEÀU 7
nguon tai.lieu . vn