Thủy lực 2 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 11

Chuyển động không ổn định Trong lòng dẫn hởĐ11-1. Khái niệm chung về chuyển động không ổn định trong lòng dẫn hởTrong thực tiễn tính toán thủy lợi, thủy điện, ta thường gặp vấn đề chuyển động không ổn định trong sông thiên nhiên và kênh nhân tạo. Ví dụ: lúc dòng chảy mặt chảy vào sông thay đổi, đặc biệt vào mùa lũ, thì dòng chảy trong sông sẽ trở thành dòng chảy không ổn định. Lúc các cống lấy nước, âu thuyền dẫn nước vào hay tháo nước ra, lúc đê đập bị vỡ thì dòng chảy...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy lực 2 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 11 Ch¬ng XI ChuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh Trong lßng dÉn hë§11-1. Kh¸i niÖm chung vÒ chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh trong lßng dÉn hë Trong thùc tiÔn tÝnh to¸n thñy lîi, thñy ®iÖn, ta thêng gÆp vÊn ®Ò chuyÓn ®éngkh«ng æn ®Þnh trong s«ng thiªn nhiªn vµ kªnh nh©n t¹o. VÝ dô: lóc dßng ch¶y mÆt ch¶y vµos«ng thay ®æi, ®Æc biÖt vµo mïa lò, th× dßng ch¶y trong s«ng sÏ trë thµnh dßng ch¶y kh«ngæn ®Þnh. Lóc c¸c cèng lÊy níc, ©u thuyÒn dÉn níc vµo hay th¸o níc ra, lóc ®ª ®Ëp bÞ vìth× dßng ch¶y ë thîng h¹ lu s«ng còng trë thµnh kh«ng æn ®Þnh. Trong qu¸ tr×nh vËnhµnh cña tr¹m thñy ®iÖn, do phô t¶i t¨ng gi¶m, lu lîng ch¶y vµo tuabin thay ®æi còngsinh ra dßng kh«ng æn ®Þnh trong kªnh dÉn hay trong s«ng ë h¹ lu. Dßng ch¶y trong c¸c ®o¹n s«ng chÞu ¶nh hëng cña thñy triÒu còng lµ dßng ch¶ykh«ng æn ®Þnh. ChuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh lµ chuyÓn ®éng trong ®ã c¸c yÕu tè thñy lùc ë mét vÞ trÝx¸c ®Þnh nh: lu tèc, lu lîng, ®é s©u, mÆt c¾t ít... ®Òu thay ®æi theo thêi gian. Cã nh÷ng chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh lµ thay ®æi chËm. VÝ dô: Sù truyÒn ®Ønh lò,dßng kh«ng æn ®Þnh sinh ra do ®iÒu tiÕt ngµy ë kªnh dÉn cña tr¹m thñy ®iÖn, dßng ch¶ytrong c¸c ®o¹n s«ng chÞu ¶nh hëng cña thñy triÒu. Trong c¸c trêng hîp ®ã, ®êng mÆtníc tøc thêi cã d¹ng sãng, cã ®é cong rÊt bÐ, ®é dµi cña sãng b»ng hµng tr¨m hµng ngh×nlÇn ®é cao cña sãng. Nhng cã nh÷ng trêng hîp kh¸c, trong mét kho¶ng c¸ch ng¾n,®é s©u mùc níc l¹i thay ®æi rÊt râ rÖt. Ngay t¹i mét mÆt c¾t, trong mét thêi gian t¬ng®èi ng¾n lu lîng thay ®æi còng t¬ng ®èi nhiÒu, ®é dèc mÆt níc trong kªnh dÉn còngthay ®æi ®ét ngét. Trong c¸c trêng hîp nµy, chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh thuéc lo¹i thay®æi gÊp. Do dßng kh«ng æn ®Þnh trong lßng dÉn hë cã quan hÖ víi hiÖn tîng sãng nªn ngêita còng gäi chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh lµ chuyÓn ®éng sãng. ChuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh cã tÝnh chÊt thay ®æi chËm cßn gäi lµ sãng liªn tôc. ChuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh cã tÝnh chÊt thay ®æi nhanh cßn gäi lµ sãng gi¸n ®o¹n. Nhng sãng trong chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh trong lßng dÉn hë kh¸c víi sãng ngoµibiÓn hay trong hå do giã sinh ra. Trong trêng hîp nµy, sãng cã kh¶ n¨ng vËn chuyÓn métlîng níc lín. Sãng biÓn hÇu nh kh«ng cã dao ®éng t¹i chç cña chÊt ®iÓm níc. 33 http://www.ebook.edu.vn ChuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh trong ®ã thuÇn tuý chØ cã n©ng cao hoÆc h¹ thÊp mùcníc gäi lµ sãng mét chiÒu (h×nh 11-1). Sãng truyÒn theo dßng ch¶y gäi lµ sãng thuËn (h×nh 11-1a, b), trêng hîp ngîc l¹igäi lµ sãng nghÞch (h×nh 11-1c, d). Sãng cã ®Æc tÝnh n©ng cao mÆt níc gäi lµ sãng d¬ng(h×nh 11-1a, c) ngîc l¹i nÕu lµm h¹ thÊp mùc níc th× gäi lµ sãng ©m (h×nh 11-1b, d). Sãng d¬ng còng nh sãng ©m ®Òu cã thÓ lµ sãng thuËn hay sãng nghÞch. TÊt c¶ c¸csãng ®Òu cã hai phÇn: ®Çu sãng vµ th©n sãng (h×nh 11-1a). VÞ trÝ mÆt tù do c) ban ®Çu a) Biªn sãng Th©n sãng §Çu sãng VÞ trÝ mÆt tù do ban ®Çu VÞ trÝ mÆt tù do d) ban ®Çu VÞ trÝ mÆt tù do b) ban ®Çu Biªn sãng §Çu sãng H×nh 11-1 §Çu sãng chuyÓn ®éng däc theo dßng ch¶y víi tèc ®é sãng, vµ g©y ra mét sù thay ®æirÊt ®ét ngét trong dßng ch¶y, cßn ë ph¹m vi th©n sãng c¸c yÕu tè thñy lùc thay ®æi chËm.Lóc lßng dÉn cã sù thay ®æi ®ét ngét vÒ h×nh d¹ng vµ kÝch thíc mÆt c¾t ngang, th× t¹i ®ãsÏ sinh ra hiÖn tîng ph¶n x¹ sãng. Sãng sÏ chia thµnh hai: mét sãng tiÕp tôc chuyÓn ®éngtheo ph¬ng ban ®Çu gäi lµ sãng khóc x¹ vµ sãng kh¸c quay ngîc trë l¹i gäi lµ sãng ph¶nx¹. Trong trêng hîp sãng gÆp ph¶i mét têng th¼ng ®øng th× chØ cã sãng ph¶n x¹ thuÇntuý. Ngoµi ra cßn cã sãng ®æi híng, ®ã lµ sãng sinh ra lóc lu lîng ë tuyÕn ®Çu ®angthay ®æi theo híng nµo ®ã, th× sau mét thêi gian ng¾n, lu lîng Êy l¹i thay ®æi theohíng ngîc l¹i. Sãng lò thuéc lo¹i sãng ®æi híng. Cuèi cïng lóc chÕ ®é ch¶y thay ®æiliªn tiÕp theo c¸c híng kh¸c nhau, th× chuyÓn ®éng kh«ng ...