Гидравлическим прыжком называется резкий переход от глубины потока меньше критической к глубине большей критической

Гидравлический прыжок может существовать или в форме затухающей волновой поверхности – прыжок-волна, рис.7.1, или в форме вальца – совершенный гидравлический прыжок, рис7.2.

Рис. 7.1.

Рис. 7.2.

Опыты показывают, что в совершенном гидравлическом прыжке существуют две зоны.

Нижняя зона транзитного движения жидкости Т, рис. 7.2; в этой зоне поток постепенно расширяется в вертикальном направлении, и на некотором расстоянии от начала гидравлического прыжка зона поступательного движения занимает всё живое сечение.

Верхняя зона – поверхностная, называемая водоворотной областью, или вальцом. Эта часть потока сильно насыщена воздухом; частицы жидкости в вальце находятся в сложном движении, вызванном поступательно движущейся частью и действием силы тяжести. В верхней части вальца направление движения – обратное общему поступательному движению. На некотором заглублении от поверхности осредненные скорости равны нулю. Между вальцом и транзитной частью потока происходит постоянный обмен частицами жидкости.

Геометрические элементы совершенного гидравлического прыжка:

глубины и - глубины до и за прыжком, их называют сопряженными;

высота прыжка - разность сопряженных глубин;

длина прыжка l_n – длина горизонтальной проекции поверхностного вальца, рис.7.2.

В инженерной практике совершенный гидравлический прыжок используется для гашения избыточной кинетической энергии потока за водосливами и другими водосбросными сооружениями. Основной задачей при расчетах гидравлического прыжка является определение сопряженных глубин и его длины; при этом используется основное уравнение гидравлического прыжка.