Przepływ w kanałach otwartych: II część

Klasyfikacja przepływów w kanałach

Przepływ w kanale jest uznawany za ustalony wtedy, gdy głębokość wody w dowolnym miejscu kanału nie zmienia się w czasie, a za nieustalony wtedy, gdy głębokość ta zmienia się w czasie.

Przepływ w kanale otwartym jest uznawany za jednostajny, gdy natężenie przepływu i głębokość wody w dowolnym miejscu kanału są stałe w czasie. Z kolei uznaje się go za niejednostajny, gdy tylko natężenie przepływu i/lub głębokość wody zmieniają się wzdłuż długości.

Jednostajny przepływ nieustalony jest rzadkim zjawiskiem – mówiąc o przepływie jednostajnym ma się zwykle na myśli ustalony przepływ jednostajny. Ustalony przepływ niejednostajny klasyfikuje się często jako spokojny lub rwący.

Na rysunku  przedstawiono różne rodzaje przepływów: ustalony jednostajny, spokojny nieustalony oraz rwący niejednostajny. Przepływ nieustalony ma miejsce wtedy, gdy głębokość strumienia cieczy lub natężenie przepływu zmienia się na długości kanału, np. podczas propagacji pod prąd małej fali zaburzającej, wynikającej z zamykania lub otwierania zasuwy lub zwiększenia przepływu w kanale kolektora.

ozewod34Rys. Ilustracja przepływów niejednostajnych

W kanałach otwartych wyróżnia się też tzw. przepływy spokojne i rwące, przy czym za punkt odniesienia przyjmuje się tutaj prędkość średnia wody w kanale w stosunku do prędkości rozprzestrzeniania się w nim fal płaskich. Prędkość fal płaskich oblicza się ze wzoru:

ozewod5

gdzie:
g – przyspieszenie ziemskie 9,81 m/s2
ts – średnia głębokość kanału

Wzór powyższy, wyprowadzony przez Lagrange’a, jest podstawą podziału ruchów cieczy w kanałach otwartych na:
a) przepływy spokojne (łagodne), odbywające się z prędkościami średnimi v < c,
b) przepływy rwące, odbywające się z prędkościami średnimi v > c.

Źródło:
– instsani.pl

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.