2.3 Distribuția vitezelor în secțiunea transversală a fluxului
Pentru a efectua calcule hidraulice ale debitelor fluviale, este necesar să se facă distincția între vitezele caracteristice: viteza medie și maximă pe verticală; viteza medie pe secțiune, viteza medie a suprafeței.
Valoarea absolută a vitezei, direcția și distribuția în flux depinde de gradul de rugozitate și partea de jos a malurilor râului, forma lor, vegetație acvatică, gheață și vânt, topografie jos în plan.
În natură, nu există practic nici un pat natural, cu modul de mișcare constantă, în care adâncimea și rata rămân neschimbate. Cinematica fluxul natural este direct legată de problema rezistenței hidrologice. Prin urmare, studiul modelelor de distribuție a vitezei în fluxurile naturale bazate pe un flux natural al schematizare, adică crearea unui prim model de flux abstract, dezvoltarea teoriei și, în final, testul experimental cu determinarea bazată pe agregarea ecuațiilor parametrilor de date hidrometrice.
Pentru a determina viteza medie pe verticală, folosim modelul matematic al debitului curgerii râului [4].
Fluxul de apă pe verticală este egal (Figura 2.3)
unde h este adâncimea valului pe verticală;
- adâncimea relativă pe verticală, variind de la zero la unu.
Distribuția vitezei verticale este prezentată în Figura 2.3. Pentru η = 0, viteza locală medie în timp u este egală cu viteza υд. și pentru η = 1,0 υ = vmax. care este egală cu cea mai mare viteză de pe suprafața apei.
Viteza medie pe verticală reprezintă raportul debitului de apă pe verticala q până la adâncimea fluxului
Ecuația aproximantă pentru debitul de apă înregistrată pentru profilul de viteză (Figura 2.3) are forma
unde q este debitul de apă pe verticală, numeric egal cu aria delimitată de diagrama q = q (b);
B este lățimea fluxului;
db este lățimea elementară.
Integralul (2.12) este numeric egal cu aria delimitată de diagrama q = q (b) și linia de suprafață a apei. Prin urmare, debitul mediu poate fi determinat din exprimare
Viteza medie a suprafeței este determinată de exprimare
Pentru scopuri practice, raportul dintre secțiunea medie a vitezei υ și secundare (pe lățime râu) vitezei superficiale υpov Research Zheleznyakova GV [4], se exprimă astfel:
Acest raport este utilizat pe scară largă în hidrometrie pentru trecerea de la vitezele de suprafață măsurate la viteza medie pe secțiunea transversală.
Formula (2.15) poate fi aproximată în formă
unde este coeficientul Chezy fără dimensiuni.
Pentru canalele naturale cu debit liber, coeficientul de rugozitate ne-încorporat, lineară n = 0,025. Când adâncimea variază de la 0,35 m până la 5,0 m, valoarea coeficientului de tranziție variază în intervalul de 0,82. 0.989. Prin urmare, de regulă, valoarea K1 = 0,85 este adoptată.
Vă aducem la cunoștință jurnale publicate în editura "Academia de Istorie Naturală"
(Factor de impact ridicat al RINC, subiectul jurnalelor acoperă toate domeniile științifice)