Виды движений жидкости в открытых руслах

Открытыми каналами и руслами называются потоки, имеющие свободную поверхность, на которую действует атмосферное давление. К таким потокам относятся реки, ручьи, искусственные каналы, быстротоки, гидравлические лесосплавные лотки. К открытым потокам относятся и некоторые закрытые трубопроводы, в которых жидкость движется при неполном заполнении сечения (туннели, сточные желоба).

Движение жидкости в открытых потоках разделяют на установившееся и неустановившееся (рисунок 7.1).

При установившемся движении основные параметры потока – скорость и давление P – зависят от положения рассматриваемой частицы жидкости в потоке и не зависят от времени, т.е. = f(x,y,z),P=f(x,y,z). При неустановившемся движении = f(x,y,z,t), P = (x,y,z,t).

Примером неустановившегося движения жидкости служит движение паводковых вод, цунами, движение волн.

В рассматриваемом курсе ограничимся изучением только лишь установившегося движения.

Установившееся движение может быть равномерным и неравномерным. Равномерное движение потока наблюдается в русле с постоянной формой поперечного сечения ( = const) и постоянной средней скоростью движения ( = const).

Если же глубина потока переменна по длине (h ≠ const), то наблюдается неравномерное движение. Такое движение происходит при истечении жидкости через водосливы, истечение из-под щита, движение на быстротоке, движение в русле реки при установке поперечной лесозадерживающей запани.

Рисунок 7.1

Различают движение безнапорное и напорное.

Безнапорным называется движение потока со свободной поверхностью, например движение воды в реках и каналах.

Напорным называется движение потока без свободной поверхности, например движение воды в сплошь заполненной трубе.