Bài giảng thủy lực công trình - Chương 2

Chuyển động ổn định không đều là chuyển động mà vận tốc tại các điểm tươngứng của hai mặt cắt cạnh nhau không bằng nhau.Về mặt động lực học thì dòng chảy không đều trong kênh hở sẽ xuất hiện khi: Lựccản trọng lực không cân bằng nhau, xảy ra đối với kênh có độ dốc i= 0, i0: Lực cản và trọng lực chỉ cân bằng khi hình dạngvà kích thước mặt cắt ướt dọc theo dòng chảy không đổi: i: ω = const .Ta thấy nguyên nhân thường làm cho dòng chảy trong kênh dốc thuận (i0) trởthành...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng thủy lực công trình - Chương 2Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy LợiCHƯƠNG II DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH KHÔNG ĐỀU TRONG KÊNH HỞ (Non-uniform flow in open channel) ***§2.1 NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU§2.2 NĂNG LƯỢNG ĐƠN VỊ CỦA MẶT CẮT§2.3 ĐỘ SÂU PHÂN GIỚII. Định nghĩa về độ sâu phân giới hkII. Cách xác định độ sâu phân giới:§2.4 ĐỘ DỐC PHÂN GIỚI§2.5 HAI TRẠNG THÁI CHẢY§2.6 PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA DÒNG ỔN ĐỊNH THAY ĐỔICHẬM, KHÔNG CÓ ÁPA. TÍNH KÊNH LÀNG TRU§2.7 CÁC DẠNG ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNHI. Khái niệm chungII. Cách xác định các dạng đường mặt nước 1. Kênh dốc thuận: i> 0 2. Kênh đáy bằng: i = 0. 3. Kính dốc nghịch: i < 0§2.8 CÁCH TÍNH VÀ VẼ ĐƯỜNG MẶT NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỘNGTRỰC TIẾPB. TÍNH KÊNH KHÔNG LÀNG TRỤ§2.9 TÍNH KÊNH KHÔNG LÀNG TRỤ TRONG TRƯỜNG HỢP CHUNGBài giảng thủy lực công trình Trang 10Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy LợiCHƯƠNG 2 DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH KHÔNG ĐỀU TRONG KÊNH HỞ Non-uniform flow in open channel§2.1 KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU Chuyển động ổn định không đều là chuyển động mà vận tốc tại các điểm tươngứng của hai mặt cắt cạnh nhau không bằng nhau. Về mặt động lực học thì dòng chảy không đều trong kênh hở sẽ xuất hiện khi: Lựccản trọng lực không cân bằng nhau, xảy ra đối với kênh có độ dốc i= 0, i0: Lực cản và trọng lực chỉ cân bằng khi hình dạngvà kích thước mặt cắt ướt dọc theo dòng chảy không đổi: ω = const . Ta thấy nguyên nhân thường làm cho dòng chảy trong kênh dốc thuận (i>0) trở thành dòng chảy không đều là do có các chướng ngại trong lòng kênh, ví dụ do xây dựng đập tràn làm mặt nước dềnh lên,...hay do kênh thay đổi độ dốc làm cho độ sâu nước trong kênh thay đổi, làm cho đường mặt nước không song song với đáy kênh như ở dòng chảy đều. h=f(l) h i1 i1 >i o 2 l Nghiên cứu dòng chảy không đều hay còn gọi là đường mặt nước không đều, quantrọng nhất là cần biết quy luật thay đổi của chiều sâu h dọc theo dòng chảy h=h(l). Trước khi đi vào xét cụ thể, cần biết cách phân loại kênh Nếu hình dạng, kích thước của mặt cắt ướt không thay đổi dọc theo lòng kênh thì kênh là kênh làng trụ. Trong kênh làng trụ, mặt cắt ướt của dòng chảy chỉ phụ thuộc vào độ sâu h nghĩa là: ω = ω (h) ; trong đó h = h (l ) nên: dω dω dh = . dl dh d lBài giảng thủy lực công trình Trang 11Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi I-I II-II b ω1 h1 ω2 h2 I II b b I II Nếu hình dạng và kích thước của mặt cắt lòng dẫn hoặc một trong hai yếu tố đóthay đổi dọc theo lòng kênh thì kênh là không làng tru. Trong kênh không làng trụ, mặtcăt ướt của dòng chảy không những thay đổi do độ sâu h mà còn thay đổi dọc theo dòngchảy: ω = ω( h , l ) , trong đó h = h( l) dω ∂ω ∂ω dh = + . dl ∂l ∂h dl I-I II-II b1 b2 ω1 h ω2 1 h2 b b I II I IIBài giảng thủy lực công trình Trang 12Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi §2.2 NĂNG LƯỢNG ĐƠN VỊ CỦA MẶT CẮTTại mỗi mặt cắt bất kỳ của dòng chảy, đối với mặt chuẩn O-O tuỳ ý thì: p α.v 2Năng lượng đơn vị dòng chảy E = z + + γ 2g α 1 v 12 2g α2v2 1 2 2 2g p1 ∋1 γ h1 E1 1 E 2 p2 ∋2 A1 h2 γ 2 z1 o1 a1 a1 ...