ОДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В САМОТЕЧНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

К безнапорным (самотечным) трубопроводам относятся кана­лизационные трубы, водосточные каналы (ливнеспуски), само­течные нефтепроводные и водопроводные трубы и т. д.

Рис. 185.

Наиболее распространенными формами сечений безнапорных трубопроводов являются: круглое (рис. 186, а), овоидальное {рис. 185, б) и лотковое (рис. 185, в). Эти сечения характеризуются

интересной гидравлической особенностью: наибольший расход и наибольшая скорость в них имеют место не при полном, а лишь при частичном заполнении. Объясняется это тем, что при запол­нении верхней части подобных сечений смоченный периметр растет быстрее, чем площадь, и поэтому начинает уменьшаться гидравлический радиус, что приводит одновременно к умень­шению скорости и расхода.

Рис. 186. Рис. 187.

Гидравлические расчеты безнапорных трубопроводов выпол­няются аналогично расчетам открытых каналов, что естественно, поскольку безнапорный трубопровод представляет собой по существу также открытый канал; отличием трубопроводов от каналов в гидравлическом смысле является только отмеченное выше уменьшение гидравлического радиуса трубопроводов при заполнении его верхней части, в то время как гидравлический радиус каналов все время возрастает с увеличением наполнения.

Рис. 188.

Для упрощения расчетов значения характеристик трубопроводов (площади сечения, гидравлического радиуса и величин

C = W и FC = К), зависящие от глубины наполнения, могут быть вычислены для определенных форм сечения заранее.

Если обозначить через W₀ и К_о значения модуля скорости и модуля расхода при полном наполнении h₀ трубопровода, а теми же буквами без индекса — их значения при некотором частичномнаполнении h, можно вычислить значения отношений = В и = А в зависимости от получающиеся при этом зави­симости для трубопроводов круглого, овоидального и лоткового сечений представлены в виде графиков на рис. 186, 187 и 188 Пользуясь этими графиками, значения скорости v и расхода Q при частичном наполнении можно находить по формулам

(7 20)

(7.21)