что такое площадь живого сечения русла

Определение площади живого сечения реки

Площадь живого сечения вычисляется как сумма элементарных геометрических фигур. Крайние фигуры А₁А₂В₁ и А₈А₉В₇ представ-ляют собой треугольники, площади которых равны половине осно-вания на высоту. Остальные фигуры – трапеции. Площадь каждой из них равна произведению полусуммы оснований на высоту.

Рис. 17. Поперечное сечение реки

Точки, в которых производились измерения, называются промер-ными. Начальная точка А₁, от которой производят измерения, называ-ется постоянным началом створа.

1. Определить расход воды в реке, если средняя скорость движения воды в ней 0,8 м/с. Расчет произвести по формуле

где Q – расход воды, в м 3 /с;

V – средняя скорость движения воды, м/с;

где R – расход взвешенных наносов, кг/с;

P – мутность воды, г/м 3 ;

Q – расход воды в реке, м 3 /с.

3. Рассчитать модуль стока наносов. Модулем стока наносов называют сток наносов с 1 км 2 за год. Расчет провести по формуле

Мr = 31,54 · 10 3 · R/S,

где Mr – модуль стока наносов, м/км 2 год;

R – расход взвешенных наносов, проносимых рекой через поперечное сечение, кг/с;

31,54 – коэффициент размерности;

Дата добавления: 2015-08-04 ; просмотров: 6019 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Что такое площадь живого сечения русла

Расходом воды называется объем воды (в кубических метрах), протекающей через площадь живого сечения в единицу времени (в 1 секунду): Q=F-Vср,

Следовательно, для определения расхода воды нужно определить площадь живого сечения и среднюю скорость течения. Площадью живого сечения называется площадь поперечного сечения потока, ограниченная внизу руслом, а вверху поверхностью воды и расположенная перпендикулярно к направлению течения.

Для изучения расхода воды необходимо на реке выбрать определенный участок для гидрометрического створа. Створом вообще называется прямая линия, проведенная поперек реки, а створ, на котором определяют измерения расхода, называется гидрометрическим створом.

При выборе места для измерения воды надо учитывать следующие условия:

Определение площади живого сечения заключается в том, что вдоль живого сечения определяют расстояния, а между промерными точками, а затем измеряют глубину: h1,h2. hn, называемые промерными вертикалями.

Расстояния между промерными точками устанавливаются в зависимости от ширины реки. При ширине реки до 100 м расстояния берут от 2 до 2,5 м. Вообще расстояния между промерными точками колеблются от 1/20 до 1/50 ширины реки.

Точка, от которой определяют положение промерных вертикалей, называется постоянным началом створа. Располагать промерные вертикали лучше на расстояниях, которые указаны в нижеприведенной таблице.

Источник

Что такое площадь живого сечения русла

Если отдельные частицы абсолютно твердого тела жестко связаны между собой, то в движущейся жидкой среде такие связи отсутствуют. Движение жидкости состоит из чрезвычайно сложного перемещения отдельных молекул.

если угол в радианах, или

Поскольку скорость движения различных частиц жидкости отличается друг от друга, поэтому скорость движения и усредняется. В круглой трубе, например, скорость на оси трубы максимальна, тогда как у стенок трубы она равна нулю.

Течение жидкости может быть установившимся и неустановившимся. Установившимся движением называется такое движение жидкости, при котором в данной точке русла давление и скорость не изменяются во времени

Движение, при котором скорость и давление изменяются не только от координат пространства, но и от времени, называется неустановившимся или нестационарным

Линия тока (применяется при неустановившемся движении) это кривая, в каждой точке которой вектор скорости в данный момент времени направлены по касательной.

Из закона сохранения вещества и постоянства расхода вытекает уравнение неразрывности течений. Представим трубу с переменным живым сечением (рис.3.4). Расход жидкости через трубу в любом ее сечении постоянен, т.е. Q₁=Q₂= const, откуда

Таким образом, если течение в трубе является сплошным и неразрывным, то уравнение неразрывности примет вид:

Уравнение Даниила Бернулли, полученное в 1738 г., является фундаментальным уравнением гидродинамики. Оно дает связь между давлением P, средней скоростью υ и пьезометрической высотой z в различных сечениях потока и выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. С помощью этого уравнения решается большой круг задач.

Рассмотрим трубопровод переменного диаметра, расположенный в пространстве под углом β (рис.3.5).

Выберем произвольно на рассматриваемом участке трубопровода два сечения: сечение 1-1 и сечение 2-2. Вверх по трубопроводу от первого сечения ко второму движется жидкость, расход которой равен Q.

Кроме пьезометров в каждом сечении 1-1 и 2-2 установлена трубка, загнутый конец которой направлен навстречу потоку жидкости, которая называется трубка Пито. Жидкость в трубках Пито также поднимается на разные уровни, если отсчитывать их от пьезометрической линии.

Пьезометрическую линию можно построить следующим образом. Если между сечением 1-1 и 2-2 поставить несколько таких же пьезометров и через показания уровней жидкости в них провести кривую, то мы получим ломаную линию (рис.3.5).

Однако высота уровней в трубках Пито относительно произвольной горизонтальной прямой 0-0, называемой плоскостью сравнения, будет одинакова.

Если через показания уровней жидкости в трубках Пито провести линию, то она будет горизонтальна, и будет отражать уровень полной энергии трубопровода.

Для двух произвольных сечений 1-1 и 2-2 потока идеальной жидкости уравнение Бернулли имеет следующий вид:

Так как сечения 1-1 и 2-2 взяты произвольно, то полученное уравнение можно переписать иначе:

и прочитать так: сумма трех членов уравнения Бернулли для любого сечения потока идеальной жидкости есть величина постоянная.

С энергетической точки зрения каждый член уравнения представляет собой определенные виды энергии:

Следовательно, согласно уравнению Бернулли, полная удельная энергия идеальной жидкости в любом сечении постоянна.

В этом случае уравнение Бернулли можно прочитать так: сумма геометрической, пьезометрической и скоростной высоты для идеальной жидкости есть величина постоянная.

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости несколько отличается от уравнения

Дело в том, что при движении реальной вязкой жидкости возникают силы трения, на преодоление которых жидкость затрачивает энергию. В результате полная удельная энергия жидкости в сечении 1-1 будет больше полной удельной энергии в сечении 2-2 на величину потерянной энергии (рис.3.6).

Потерянная энергия или потерянный напор обозначаются и имеют также линейную размерность.

Уравнение Бернулли для реальной жидкости будет иметь вид:

Из рис.3.6 видно, что по мере движения жидкости от сечения 1-1 до сечения 2-2 потерянный напор все время увеличивается (потерянный напор выделен вертикальной штриховкой). Таким образом, уровень первоначальной энергии, которой обладает жидкость в первом сечении, для второго сечения будет складываться из четырех составляющих: геометрической высоты, пьезометрической высоты, скоростной высоты и потерянного напора между сечениями 1-1 и 2-2.

Кроме этого в уравнении появились еще два коэффициента α₁ и α₂, которые называются коэффициентами Кориолиса и зависят от режима течения жидкости ( α = 2 для ламинарного режима, α = 1 для турбулентного режима ).

Потерянная высота складывается из линейных потерь, вызванных силой трения между слоями жидкости, и потерь, вызванных местными сопротивлениями (изменениями конфигурации потока)

Для измерения скорости в точках потока широко используется работающая на принципе уравнения Бернулли трубка Пито (рис.3.7), загнутый конец которой направлен навстречу потоку. Пусть требуется измерить скорость жидкости в какой-то точке потока. Поместив конец трубки в указанную точку и составив уравнение Бернулли для сечения 1-1 и сечения, проходящего на уровне жидкости в трубке Пито получим

Для измерения расхода жидкости в трубопроводах часто используют расходомер Вентури, действие которого основано так же на принципе уравнения Бернулли. Расходомер Вентури состоит из двух конических насадков с цилиндрической вставкой между ними (рис.3.7). Если в сечениях I-I и II-II поставить пьезометры, то разность уровней в них будет зависеть от расхода жидкости, протекающей по трубе.

Выражение, стоящее перед , является постоянной величиной, носящей название постоянной водомера Вентури.

Из полученного уравнения видно, что h зависит от расхода Q. Часто эту зависимость строят в виде тарировочной кривой h от Q, которая имеет параболический характер.

Источник

Что такое площадь живого сечения русла

https://alumhouse.ru заказать фасадное остекление коттеджей.

Кабардино-Балкария

По Приэльбрусью

Горы и природа

Карты Эльбруса

Немного теории

Здоровье

Снаряжение

Дополнительно

Эльбрус из космоса

Легенды и были

Галерея

Обратная связь

Много интересных наблюдений и измерительных работ можно провести при изучении своей речки. Конечно, за одну экскурсию реку не изучить. Нужно установить постоянные наблюдения за ее режимом. На экскурсии можно произвести глазомерную съемку участка реки; описать долину реки, русло, характер берегов и дна; определить расход воды, то есть выяснить, какое количество воды протекает через поперечное сечение реки за одну секунду; описать гидротехнические сооружения, которые стоят на исследуемом участке реки (мост, плотину, водяную мельницу, гидроэлектростанцию и т. д.); сделать несколько фотоснимков реки и дать описание о её использовании; изучить разрушительную работу реки. Такое всестороннее изучение реки называется гидрографическим обследованием. Прежде чем приступать к гидрографическому обследованию, выберите такой участок реки, где бы берег был прямой, пологий, незаболоченный и незаросший кустарником. Сначала займитесь измерительными работами по определению расхода воды. Это очень важный раздел гидрологических наблюдений. Сколько протекает воды в реке, необходимо знать при строительстве гидроэлектростанций, оросительного канала, при снабжении водой колхоза, совхоза, городского поселка. Для того чтобы определить расход воды, надо измерить площадь живого сечения и скорость течения реки. Площадь живого сечения вы получите, если измерите ширину реки и ее среднюю глубину. Как измерить ширину реки? Существует несколько способов определения расстояния до недоступного места. Какой способ выбрать, зависит от характера берега и вашей подготовки. Самый простой способ — построение равнобедренного треугольника. Вы наметили место для определения ширины реки по линии АВ. Для этого найдите на противоположном берегу реки какую-либо заметную точку (дерево, кустик, кочку) и с помощью эккера восстановите к ней из точки А перпендикуляр В. Затем воткните в землю в точке А вешку, а сами идите с эккером по направлению линии АС до тех пор, пока не удастся найти такую точку D, чтобы угол ABD равнялся 45 градусам. Измерьте сторону AD и вы узнаете ширину реки АВ, так как в прямоугольном равнобедренном треугольнике BAD сторона AD равна стороне АВ. Теперь приступайте к определению глубины реки. Промеры делайте по линии АВ через каждые 2 м. При измерениях внимательно следите, чтобы опускаемый с лодки шест доставал до дна и находился в отвесном положении. Если глубина реки превышает размеры вашего измерительного шеста, то есть метрштока, примените лот. Измерительные работы по определению площади живого сечения можно значительно упростить. Перекиньте через реку размеченный на метры шнур и привяжите его концы к деревьям или кольям. Отсчитайте по шнуру метровые деления, находящиеся над водой, и вы узнаете ширину реки. Глубину реки можно определить, двигаясь вдоль шнура вброд или на лодке и делая через определенные промежутки промеры глубины, Когда закончите измерительные работы, вычислите среднюю глубину реки. Для этого сложите числа всех измерений и сумму разделите «а число промеров. Площадь живого сечения вы определите, умножив среднюю глубину реки на ее ширину. Площадь живого сечения можно изобразить в виде чертежа поперечного профиля. На листе миллиметровой бумаги проведите горизонтальную линию, изображающую поверхность воды, и на ней по масштабу откладывайте точки промеров. От каждой точки вниз проведите перпендикулярные линии и на них в соответствии с масштабом отложите глубины. Соединив концы вертикальных линий, вы получите живое сечение реки. По чертежу можно вычислить и площадь живого сечения реки. Для этого разбейте чертеж на четырехугольники и треугольники и вычислите площадь каждой фигуры в отдельности. А сумма площадей всех фигур и составит площадь живого сечения реки. Определив площадь живого сечения, надо измерить скорость течения реки. Отмерьте рулеткой или метром вдоль берега линию, длиной в 2—3 раза превышающую ширину реки (постарайтесь, чтобы измеренный профиль находился на середине отмеренной линии). На концах линии на расстоянии 5 ж от воды воткните в землю по вешке, От этих вешек восстановите с помощью эккера два перпендикуляра в направлении реки и у самой воды поставьте еще по одной вешке. Таким образом, у вас получится два створа вешек: верхний (по течению) и нижний. Измеряют скорость течения реки не менее четырех человек. Наблюдатель встает у верхнего створа, второй — у нижнего, третий, с поплавками, займет место метров на пять выше верхнего створа. Четвертый, отметчик с часами и записной книжкой, должен стать посередине линии. На участке нужно сделать не менее трех измерений. Ведь на всей ширине реки вода течет с различной скоростью: наибольшая скорость посередине и наименьшая — у берегов. Первый поплавок забрасывайте ближе к берегу. Когда он подойдет на линию верхнего створа, наблюдатель кричит «есть!». Отметчик по этому сигналу отмечает по часам время и следит за минутной стрелкой, пока такой же сигнал подаст наблюдатель у нижнего створа. Второй поплавок забрасывайте на середину реки и точно таким же способом определяйте время прохождения его между вешками. Третий поплавок надо забросить ближе к противоположному берегу. Затем из трех измерений высчитайте среднее. А как быть в ветреную погоду? Ветер может подгонять или задерживать поплавки, и тогда измерения будут неправильными. Поэтому в ветреную погоду примените бутылочный поплавок, но бутылку наполните водой настолько, чтобы над поверхностью выступало только горлышко. Такой поплавок, конечно, нельзя забрасывать с берега. Нужно войти в реку и осторожно опустить в воду. Сколько воды в вашей реке? Сечение и скорость течения. Немного теории / Путешествия с детьми рядом с домом 0 Другие новости по теме: автор: clamber 6-07-2014, 14:55

Сайт посвящен Приэльбрусью
Copyright © 2005-2019

Источник