Bài giảng Cơ học chất: Chương 6 - PGS.TS. Lê Song Giang

Bài giảng Cơ học chất - Chương 6 cung cấp cho người học những kiến thức như: Các khái niệm; Tính toán dòng chảy đều trong kênh hở; Mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực; Xác định hệ số nhám. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ học chất: Chương 6 - PGS.TS. Lê Song Giang CHƯƠNG 6 DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ1. Các khái niệm.2. Tính toán dòng chảy đều trong kênh hở.3. Mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực4. Xác định hệ số nhám. 118. CÁC KHÁI NIỆM (1/1) Pgs.Ts Dòng chảy trong kênh hở: là dòng chảy 1 chiều có mặt thoáng (áp suất trên mặt thoáng có thể bằng khác áp suất không khí trời) Các thông số: E V 2 2 g • h – Độ sâu E • i – Độ dốc đáy (i=sin) P P Phân biệt: Q h i  1 - kênh  i  O1 - dốc nước i Độ dốc nhỏ => xấp xỉ: • Đường đo áp P-P trùng với mặt thoáng • Mặt cắt ướt tính toán = mặt cắt ngang thẳng đứng Trạng thái chảy: • Chảy tầng (ReR < 560) • Chảy rối Dòng chảy đều: là dòng chảy mà các đặc trưng của nó (vận tốc, độ sâu, diện tích mặt cắt ngang…) khô đổi dọc theo dòng chảy. Dòng chảy đều chỉ xảy ra trong kênh lăng trụ có i > 0 119 . TÍNH TOÁN DÒNG TOÁN ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (1/7) Pgs.Ts .1 Công thức Chezy Tính toán dòng chảy trong kênh, người ta thường dùng công thức Chezy: V  C Ri Hay Q  AC Ri  K i K  AC R - module löu löôïng  Các thông số: • A, R – Diện tích mặt cắt ướt và bán kính thủy lực • C – Số Chezy Công thức Manning 1 1/ 6 C R n .2 Các bài toán cơ bản (xét kênh hình thang) hân tích: m h Số ptrình: 1 (cthức Chezy)  Số thông số: 6 (b, h, m, n, i, Q) b A  h b  mh  Cho 5 thông số, hỏi thông số còn lại (hoặc hỏi 2 2 thông số thì phải cho thêm 1 điều kiện) P  b  2h 1  m 120. TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (2/7) Pgs.Ts. Bài toán 1 Bài toán: Cho b, h, m, n. Biết i hỏi Q (hoặc biết Q hỏi i) Cách giải: • Tính A, P  R • Tính C  K • Tính Q  K i hoaëc i  Q 2 K 2 Ví dụ: Kênh lăng trụ mặt cắt hình thang có b=20m, h=4m, m=1, n=0,020, i=0,0001. Hỏi Q?Giải A  hb  mh   4m20  1.4m   96m 2 P  b  2h 1  m 2  20m  2.4m. 1  12  31,31m A 96m 2 R   3,066m P 31,31m 1 1 C  R1 / 6  3,0661/ 6  60,26 m 0,5 s n 0,020 K  A.C. R  96m 2 .60,26 m 0,5 s . 3,066m  10130 m 3 s 121 Q  K i  10130 m 3 s . 0,0001  101,30 m3 s . TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (3/7) Pgs.TsVí dụ: Kênh lăng trụ mặt cắt ngang như hình vẽ. Biết R=5m, h=2m, n=0,020, i=0,0004. Hỏi Q?Giải 1 1 2 A  2 R.h  R 2  2.5.2m   5m   59.27 m 2 h 2 2 P  2h  R  2.2m   .5m  19,7 m R 5/3 K  AC R  A.R 2 / 3  A5 / 3  59,27   6176,2m3 / s n n.P 2 / 3 0,02.19,7 2 / 3 Q  K i  6176,2m 3 / s. 0,0004  123,52m 3 / s 122 . TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (4/7) Pgs.Ts . Bài toán 2 Bài toán: Cho m, n, i và Q. Biết b hỏi h (hoặc biết h hỏi b) Phương trình K h   K C Với K C  Q i Cách giải: ppháp gần đúng, chẳng hạn ppháp đồ thị • Tính module lưu lượng của kênh KC • Cho h vài giá trị, tín ...