Пренебрегая сопротивлениями движению потока, получим

. (5.5)

В уравнении Бернулли для схемы представленной на рисунке 5.5:

Р ₁= Р_а, Р ₂= Р_а, u ₁= u ₀, u ₂= u, , принимаем a ₁= a ₂.

Подставляя приведенные данные в уравнение (5.5), получим

. (5.6)

В этой формуле:

u ₀ – скорость, с которой жидкость подходит у порогу водослива;

u – скорость на пороге водослива;

Р_а – атмосферное давление.

Обозначим (Н ₀ – напор с учетом скорости подхода жидкости к водосливу), тогда уравнение (5.6) будет иметь вид

,

откуда скорость течения на пороге водослива в сечении 2-2

.

Обозначим

- коэффициент скорости,

тогда

, (5.7)

а расход жидкости

.

Для прямоугольного сечения водослива

w = b h

и

. (5.8)

Но = z ₀ – полный перепад с учетом скорости, с которой жидкость подходит к порогу водослива. Поэтому

. (5.9)

Приведем формулу (5.8) к общему виду для всех водосливов, для чего разделим и умножим правую часть ее на , тогда получим

,

или

,

где

.

Обозначим (m - коэффициент расхода водослива).

Тогда окончательно получим расходную зависимость для определения расхода через незатопленный водослив с широким порогом

. (5.10)

Если скорость, с которой жидкость подходит к порогу водослива u ₀<0.5 м/сек, то ее можно не учитывать и расчетная формула примет вид

. (5.11)

Формулы (5.10) и (5.11) служат для определения расхода при истечении жидкости через незатопленный водослив. Этими же формулами можно пользоваться и при гидравлическом расчете подмостовых отверстий, когда водоток необходимо пропустить под железную или шоссейную дорогу.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначены водосливы? 2. Основная классификация водосливов. 3. Назовите основные характеристики работы водосливов. 4. От чего зависят основные характеристики водосливов? 5. Чем отличается водослив с тонкой стенкой от водослива с широким порогом? 6. Как влияет нижний бьеф на перелив потока через водослив? 7. Какие параметры влияют на расход жидкости через водослив?