Водослив с тонкой стенкой. Условия его работы. Область применения. Вывод формулы расхода.

При переливе через гребень водосливе струя может иметь разную форму. Свободная струя – в подструйное пространство есть доступ воздуха, давление равно атмосферному, устойчива. Отжатая струя – воздух не поступает, он постепенно выносится, увлекаемый струей. Давление понижается, струя отжимается к водосливной стенке. Пульсация расхода. Подтопленная – под отжатой образуется вакуум, все подструйное пространство заполняется водой. Прилипшая - струя стекает по низовой грани водослива и способна удерживаться в таком состоянии под действием сил давления и поверхностного натяжения.

РИСУНОК (стр.80, Константинов)

Расход Q, зависит от ширины водослива b, напора Н над гребнем, скорости подхода V₀, ускорения свободного падения g. , М – коэффициент пропорциональности, - напор с учетом скорости подхода. С помощью анализа размерностей: , решая систему уравнений получаем х=0,5, у=1,5, после преобразований получим: . m – коэффициент расходы водослива, зависит от типа стенки, относительной высоты порога Р/Н. Так как V₀ мало, принимаем =0 и Н₀=Н. подтопление и боковое сжатие водослива учитываем коэффициентом подтопления σ_п и бокового сжатия σ_сж. При подтоплении: , где

При боковом сжатии: .

13. Формы свободной поверхности потока на водосливе с широким порогом. Условия подтопления. «Короткий» и «длинный» водослив.

На гребне водослива с широким порогом имеется участок с плавноизменяющимся движением. Форма свободной поверхности на гребне неподтопленных водосливов с широким порогом определяется величиной δ/Н.

Первая группа: 2<δ/Н<3-4 – участок плавноизменяющегося движения короткий, в конце образуется сжатое сечение < критической глубины – образуется водопад. РИСУНОК

Вторая группа: 3-4<δ/Н<7-9 – от сжатого сечения до сечения 1-1 устанавливается кривая подпора. В зависимости от ширины порога глубина в конце среднего участка либо немного меньше, либо равна критической. На выходном участке образуется водопад. РИСУНОК

Третья группа: 7-9<δ/Н<11-12 – энергия потока в сжатом сечении недостаточна для преодоления сопротивления на среднем участке. Поэтому из бурного в спокойное состояние поток переходит через прыжок-волну. РИСУНОК (стр. 89, Константинов)

Четвертая группа: 11-12<δ/Н – сжатое сечение затапливается и на среднем участке гребня устанавливается кривая спада. РИСУНОК

Для водосливов первых трех групп критерия: недостаточно. Для подтопления необходимо затопить сжатое сечение на гребне, а это произойдет при глубине нижнего бьефа равном: . Для подтопления водослива четвертой группы критерия достаточно.