ОСОБЕННОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАНАЛОВ ПРИ НЕРАВНОМЕРНОМ ПЛАВНОИЗМЕНЯЮЩЕМСЯ ДВИЖЕНИИ
При гидравлических расчетах установившихся неравномерных плавноизменяющихся открытых потоков используется допущение о равенстве потерь напора при неравномерном движении потерям напора при эквивалентном равномерном движении, имеющем (при единичной длине) те же значения средней по сечению скорости и гидравлического радиуса. Коэффициенты гидравлического трения λ при этом принимаются равными значениям аналогичных величин, определенным для эквивалентного равномерного потока λ0. Это допущение обоснования не имеет. Предполагается, что его справедливость проверена многолетним решением практических задач. Однако анализ результатов немногочисленных исследований, посвященных данному вопросу (Б.А. Бахметева, И.Г. Есьмана, О.М. Айвазяна. Е.В. Еременко, Э.В. Залуцкого, Ф. Бетгеса, Л. Хосии и др.), выявляет существенные расхождения не только в количественных, но и в качественных оценках влияния неравномерности течения на значение λ.
Рассмотрим, следуя [6], наиболее простой случай неравномерного плавноизменяющегося движения - напорное течение жидкости в плоском гидравлически гладком безотрывном коническом переходе.
Дифференциальное уравнение, описывающее движение жидкости в напорном переходе с горизонтальной осью, имеет вид [45 ]
Рис. 41. Зависимость α/α0=f(0) по опытным данным:
1 - И. Никурадзе (Re = 134000); 2 - Ф. Донха (Re = 400 000); 3 - Д. Мийя (Re = 128 000); 4 - по формуле (120)
Из рассмотрения графика (рис. 41) следует, что в конфузорных потоках коэффициент α уменьшается с увеличением угла θ, асимптотически приближаясь к значению fl = 1, что соответствует прямоугольной эпюре. осредненных скоростей. При этом согласно уравнению (119) λ незначительно меньше λ0.
