Giáo trình Thủy lực cơ sở: Phần 2 - CĐN Nam Định

Tiếp nối phần 1, phần 2 Giáo trình Thủy lực cơ sở trình bày nội dung chương 5 - Dòng chảy qua cống lộ thiên. Giáo trình dành cho đối tượng sinh viên cao đẳng nghề học tập và những ai quan tâm đến vấn đề trên. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết giáo trình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Thủy lực cơ sở: Phần 2 - CĐN Nam ĐịnhTrường Cao Đẳng Nghề Nam Định Khoa Thuỷ Lợi Ch¬ng 5 Dßng ch¶y qua cèng lé thiªn1. Kh¸i niÖm  Cã mét thïng chøa ®Çyníc, nÕu khoÐt thñng mét lç trªn Hthµnh thïng ®ã th× níc trong Hthïng sÏ ch¶y ra khái lç. Dßngch¶y nh thÕ gäi lµ dßng ch¶y qua elç (h×nh 11-1). e ViÖc nghiªn cøu dßng ch¶y a) b) Hình 11-1qua lç cã ý nghÜa quan träng trong Loã vaø doøng chaûy qua loãthùc tÕ thuû lîi, v× nã lµ c¬ së tÝnh a)loãm eùp moûn gto¸n thuû lùc cho nhiÒu lo¹i c«ng b)loã meùp daøytr×nh nh ®Ëp (cã cöa van), cèngc«ng tr×nh th¸o níc cña ©u thuyÒn, hå chøa v.v.C¨n cø vµo tÝnh chÊt thuû lùc cña dßng ch¶y qua lç ngêi ta ph©n lo¹i lç nhsau: 1. Ph©n lo¹i theo ®é cao l (hoÆc ®êng kÝnh d): Cöa lç so víi cét nícH (h×nh 11-1). Theo c¸ch nµy lç gåm hai lo¹i lµ lç nhá vµ lç lín. NÕu l/H > 0,1 (hoÆc d/H 0,1 (hoÆc d/H >0,1) th× ®ã lµ lç lín. 2. Ph©n lo¹i theo ®é dµy cña mÐp lç (h×nh 11-1): Theo c¸ch nµy lç chialµm hai lo¹i lµ lç mÐp máng vµ lç mÐp dµy. - §èi víi lç mÐp máng th× bÒ dµy cña mÐp lçkh«ng lµm ¶nh hëng tíi h×nh d¹ng dßng ch¶y qua lç,(h×nh 11-1a). Ngîc l¹i, khi mÐp lç dµy [δ >(3÷4) hoÆc δ>(3÷4)d] th× ®é dµy cña mÐp lç cã ¶nh hëng ®Õn h×nhd¹ng dßng ch¶y qua lç (h×nh 11-1b). Sau khi ra khái lç, dßng ch¶y cã thÓ phãng vµo Hình 11-2kh«ng khÝ, ngîc l¹i cã thÓ ch×m díi mÆt níc ë sau lç. Doø ng chaû y ngaäp qua loãTrêng hîp trªn lµ dßng ch¶y tù do qua lç (h×nh 11-1);trêng hîp sau lµ dßng ch¶y ngËp (h×nh 11-2). Sau khi qua mÐp lç, c¸c tia dßng chôm l¹i vµ t¹o thµnh mét mÆt c¾t nhánhÊt cña dßng, ®ã lµ mÆt c¾t co hÑp ωc. MÆt c¾t co hÑp ë mÐp lç 0,5d vµ cã diÖntÝch nhá h¬n diÖn tÝch lç. V× thÕ ®Æt:  Trang: 52Trường Cao Đẳng Nghề Nam Định Khoa Thuỷ Lợi c  ; (10-1)  vµ gäi ε lµ hÖ sè co hÑp dßng ch¶y qua lç; ε3a, l2 >3b th× ë c¶ bèn phÝa tia dßng ®Òu bÞ ngoÆt, dßng ch¶y bÞ co hÑp ëc¶ bèn bªn vµ bÞ co hÑp m¹nh nhÊt (ε nhá nhÊt); trêng hîp nµy gäi lµ co hÑphoµn toµn. NÕu l1 Trường Cao Đẳng Nghề Nam Định Khoa Thuỷ Lợi Do ®ã ph¬ng tr×nh (a) sÏ thµnh pa  p 0v02 0v02 vc2 H     (b)  2g 2g 2g NÕu ®Æt: pa  p  0 .v02 H0  H   (10-2)  2g vµ sau khi biÕn ®æi, ph¬ng tr×nh (b) sÏ thµnh: vc2 H0  (    ) (c) 2g Tõ (c) tÝnh ®îc lu tèc t¹i mÆt c¾t co hÑp cña dßng ch¶y tù do qua lç nhámÐp s¾c lµ vc: 1 vc  2 gH 0 (d)    §Æt: 1  (10-3)    φ gäi lµ hÖ sè lu tèc, th×: v c   2gH 0 (10-4) Vµ lu lîng cña dßng ch¶y tù do qua lç nhá mÐp s¾c lµ Q: Q=ωc.vc=ε.ω.vc Hay Q   2gH 0 (10-5) NÕu ®Æt:    (10-6)  gäi lµ hÖ sè lu lîng th× (11-5) sÏ ®æi thµnh: Q  . . 2 gH 0 (10-7) ë ®©y cã thÓ xem lµ pa =p nªn (10-2) sÏ cã d¹ng:  Trang: 54Trường Cao Đẳng Nghề Nam Định Khoa Thuỷ Lợi  0 .v02 H0  H  (10-8) 2g NÕu bá qua cét níc lu tèc (  0 .v02 / 2 g  0 ) th× H0=H vµ Q  . . 2gH (10-9) (10-7) vµ (10-9) lµ nh÷ng c«ng thøc tÝnh to¸n dßng ch¶y tù do qua lç nhámÐp s¾c. C¸c ...