Une méthode pour déterminer le périmètre mouillé d'un canal avec une surface rugueuse. Calcul de la surface ouverte, du périmètre mouillé et du débit d'eau

Flux liquide- c'est une partie d'un fluide en mouvement inextricable, limité par des parois solides déformables ou non déformables qui forment un canal d'écoulement. Les écoulements qui ont une surface libre sont appelés sans pression. Les écoulements qui n'ont pas de surface libre sont appelés écoulements sous pression.

L'écoulement de fluide est caractérisé par des paramètres tels que la surface ouverte S, le débit de fluide Q(G), la vitesse moyenne v.

Zone de libre circulation est la section perpendiculaire en chaque point à la vitesse des particules de l'écoulement du fluide.

Les vecteurs de vitesse des particules présentent une certaine divergence dans l'écoulement du fluide.

La section vivante d'un écoulement de fluide est une section perpendiculaire en chaque point à la vitesse des particules de l'écoulement de fluide.

Riz. Vecteurs de vitesse d'écoulement de fluide (a) et aire d'écoulement (b)

Par conséquent, la section vivante de l'écoulement est un plan curviligne (Fig. a, ligne I-I) Compte tenu de la divergence non significative des vecteurs vitesse en hydrodynamique, la section libre est prise comme un plan situé perpendiculairement à la vitesse du fluide au milieu de l'écoulement.

L'écoulement d'un fluide est la quantité de fluide s'écoulant à travers la zone d'écoulement libre par unité de temps. Le débit peut être déterminé en fractions massiques G et Q volumétriques.

Vitesse moyenne du fluide est la vitesse moyenne des particules dans la section vivante de l'écoulement.

Si, dans une section vivante d'un flux se déplaçant, par exemple, dans un tuyau, nous construisons des vecteurs de vitesse de particules et connectons les extrémités de ces vecteurs, alors nous obtenons un graphique des changements de vitesse (diagramme de vitesse).

Riz. La répartition des vitesses de fluide dans la section vivante de la conduite au cours de l'écoulement : a - turbulent ; b - laminaire

Si l'aire d'un tel diagramme est divisée par le diamètre d'un tuyau donné, on obtient alors la valeur vitesse moyenne mouvement fluide dans une section donnée :

Magnétoscope \u003d Se / d,
où Se est l'aire du tracé des vitesses locales; d - diamètre du tuyau

Le débit volumétrique du liquide est calculé par la formule :

Q \u003d Se * Mme,
où Q est l'aire libre de l'écoulement.

Les paramètres de l'écoulement du fluide déterminent la nature du mouvement du fluide. En même temps, il peut être stable et instable, uniforme et inégal, inséparable et cavitation, laminaire et turbulent.

Si les paramètres de l'écoulement du fluide ne changent pas dans le temps, son mouvement est appelé état d'équilibre.

Uniforme est le mouvement dans lequel les paramètres d'écoulement ne changent pas sur la longueur du pipeline ou du canal. Par exemple, le mouvement du fluide à travers un tuyau de diamètre constant est uniforme.

Inséparable est le mouvement d'un fluide, dans lequel il se déplace dans un flux continu qui remplit tout le volume du pipeline.

La séparation de l'écoulement des parois du pipeline ou d'un objet profilé conduit à la cavitation.

La cavitation est la formation de vides dans un liquide rempli de gaz, de vapeur ou d'un mélange de ceux-ci.

La cavitation se produit à la suite d'une diminution locale de la pression en dessous critique pcr à une température donnée (pour l'eau, pcr = 101,3 kPa à T = 373 K ou pcr = 12,18 kPa à T = 323 K, etc.). Lorsque de telles bulles pénètrent dans une zone où la pression est supérieure à la pression critique, des particules liquides se précipitent dans ces vides, ce qui entraîne une forte augmentation de la pression et de la température. Par conséquent, la cavitation affecte négativement le fonctionnement des turbines hydrauliques, des pompes à liquide et d'autres éléments des dispositifs hydrauliques.

mouvement laminaire- c'est un mouvement ordonné d'un liquide sans mélange entre ses couches adjacentes. Dans un écoulement laminaire, la vitesse et les forces d'inertie sont généralement faibles et les forces de frottement sont importantes. Lors de l'augmentation de la vitesse jusqu'à une certaine valeur de seuil écoulement laminaire le flux devient turbulent.

mouvement turbulent- c'est l'écoulement d'un liquide, dans lequel ses particules effectuent un mouvement aléatoire instationnaire selon des trajectoires complexes. Dans un écoulement turbulent, la vitesse du fluide et sa pression à chaque point de l'écoulement changent de manière aléatoire, tandis qu'un mélange intensif du fluide en mouvement se produit.

Pour déterminer le mode de mouvement du fluide, il existe des conditions selon lesquelles la vitesse d'écoulement peut être supérieure ou inférieure à la vitesse critique lorsque le mouvement laminaire devient turbulent et inversement.

Cependant, un critère plus universel a également été établi, qui s'appelle le critère ou nombre de Reynolds :

Re = vd/V,
où Re est le nombre de Reynolds ; v est le débit moyen ; d - diamètre du pipeline ; V- viscosité cinématique liquides.

Des expériences ont montré qu'au moment du passage du régime laminaire du mouvement fluide au régime turbulent, Re = 2320.

Le nombre de Reynolds auquel le flux laminaire devient turbulent est appelé le nombre critique. Ainsi, pour Ré< 2320 движение жидкости - ламинарное, а при Re >2320 - turbulent. D'où la vitesse critique pour tout liquide.

débit, périmètre mouillé, rayon hydraulique, débit volumétrique et pondéral, vitesse moyenne d'écoulement

Tous les flux de fluides sont divisés en deux types :

1) pression - sans surface libre ;

2) sans pression - avec une surface libre.

Tous les threads ont un point commun éléments hydrauliques: lignes de courant, zone libre, débit, vitesse. Apportons petit dictionnaire ces termes hydrauliques.

Surface libre - c'est l'interface entre le liquide et le gaz, dont la pression est généralement égale à la pression atmosphérique (Fig. 7a). Sa présence ou son absence détermine le type d'écoulement : sans pression ou sous pression. Flux de pression, généralement vu dans Tuyaux d'eau(Fig. 7, b) - travaillez avec une section complète. Sans pression - dans les égouts (Fig. 7, c), dans lesquels le tuyau n'est pas complètement rempli, le flux a une surface libre et se déplace par gravité, en raison de la pente du tuyau.

Une ligne de courant est un filet de courant élémentaire avec une surface de section infinitésimale. Le flux est constitué d'un faisceau de jets (Fig. 7d).

Zone dégagée du flux (m2) - est l'aire de la section transversale de l'écoulement perpendiculaire aux lignes de courant (voir Fig. 7d).

débit q(ou alors Q) est le volume du liquide V traversant la zone d'écoulement par unité de temps t :

q = V/t.

Unités de débit en SI m3/s, et dans d'autres systèmes : m3/h, m3/jour, l/s.

Vitesse d'écoulement moyenne v (Mme) - est le quotient du débit divisé par la surface libre :

Les débits d'eau dans les réseaux d'adduction d'eau et d'assainissement des bâtiments sont généralement de l'ordre de 1 Mme.

Les deux termes suivants font référence aux flux sans pression.

périmètre mouillé (m) - c'est la partie du périmètre de la zone d'écoulement où le liquide entre en contact avec les parois solides. Par exemple, sur la fig. 7 , dans la valeur est la longueur de l'arc de cercle qui forme partie inférieure section vivante de l'écoulement et est en contact avec les parois de la conduite.

Rayon hydraulique R (m) - c'est un rapport de la forme qui est utilisé comme paramètre calculé dans les formules des écoulements gravitaires.

Sujet 1.3 : « Écoulement de liquide. Calcul hydraulique de canalisations simples»

Écoulement à travers de petits trous dans une paroi mince à pression constante. Sortie sous compression imparfaite. Expiration sous le niveau. Sortie par buses à pression constante. Expiration sous le volet dans un bac horizontal.

Un trou est considéré comme petit si sa hauteur ne dépasse pas 0,1 H, où
H– excès de la surface libre du liquide au-dessus du centre de gravité du trou (Fig. 1).

La paroi est considérée comme mince si son épaisseur d< (1,5…3,0) ré(voir figure 1). Lorsque cette condition est remplie, la valeur de d n'affecte pas la nature de l'écoulement de fluide hors du trou, puisque le jet de fluide qui s'écoule ne touche que l'arête vive du trou.

Riz. 1. Sortie de fluide du trou
dans un mur mince

Comme les particules liquides se déplacent vers le trou le long des trajectoires curvilignes des forces d'inertie, le jet sortant du trou est comprimé. En raison de l'action des forces d'inertie, le jet continue de se contracter même après la sortie du trou. La plus grande compression de jet, comme le montrent les expériences, est observée dans la section c-c à une distance d'environ (0,5 ... 1,0) ré du bord d'entrée du trou (voir Fig. 1). Cette section est appelée compressée. Le degré de compression du jet dans cette section est estimé ratio de compression e :

,

où w c et w, respectivement, sont l'aire de la section libre comprimée du jet et l'aire du trou.

Vitesse moyenne du jet V c dans la section comprimée c-c à R 0 = R at est calculé par la formule obtenue à partir de l'équation de D. Bernoulli, compilée pour sections I-I et s-s (voir Fig. 1) :

,

où j est le coefficient de vitesse du trou.

Sur la base de l'équation de la trajectoire du jet sortant du trou, une autre expression du coefficient j est obtenue :

Dans les formules (3) et (4) a est le coefficient de Coriolis, z est coefficient de traînée du trou, x je et et je sont les coordonnées d'un point arbitrairement pris de la trajectoire du jet, mesuré à partir du centre du trou.

Comme la pression se perd principalement près de l'orifice, là où les vitesses sont suffisamment élevées, seules perte de charge locale.

L'écoulement d'un fluide Qà travers le trou est:

.

Ici m est le coefficient de débit de l'orifice, qui tient compte de l'effet de la résistance hydraulique et de la compression du jet sur le débit de liquide. Compte tenu de l'expression de m, la formule (1.25) prend la forme :

Les valeurs des coefficients e, z, j, m pour les trous sont déterminées empiriquement. Il est établi qu'elles dépendent de la forme du trou et du nombre de Reynolds. Cependant, pour les grands nombres de Reynolds (Re ³ 10 5), ces coefficients ne dépendent pas de Re à la fois pour rond et trous carrés avec compression parfaite du jet sont : e = 0,62…0,64, z = 0,06, j = 0,97…0,98, m = 0,60…0,62.

La buse s'appelle un tuyau de dérivation d'une longueur de 2,5 ré £ L 5 £ ré(Fig. 2), attaché à un petit trou dans une paroi mince afin de modifier les caractéristiques hydrauliques de l'écoulement (vitesse, écoulement du fluide, trajectoire du jet).

Riz. 2. Écoulement par un divergent
et buses convergentes

Les buses sont cylindriques (externes et internes), coniques (convergentes et divergentes) et conoïdales, c'est-à-dire décrites sous la forme d'un jet s'écoulant du trou.

L'utilisation de tout type de buse entraîne une augmentation du débit de fluide. Q grâce au vide créé à l'intérieur de la buse dans la zone du comprimé des sections transversales(voir Fig. 2) et provoquant une augmentation de la pression d'écoulement.

La vitesse moyenne du liquide de la buse V et consommation Q sont déterminées par les formules obtenues à partir de l'équation de D. Bernoulli, écrites pour les sections 1–1 (en Réservoir de pression) et in-in (à la sortie de la buse, Fig. 2).

Ici - coefficient de vitesse de buse,

z n - coefficient de résistance de la buse.

Pour la section de sortie rapport v-v compression du jet e \u003d 1 (la buse dans cette zone fonctionne avec une section transversale complète), par conséquent, le débit de la buse m n \u003d j n.

Le débit de liquide sortant de la buse est calculé selon une forme similaire à la formule (7),

section de vie(ώ) est appelé la Coupe transversaleécoulement, situé perpendiculairement à la direction de la vitesse moyenne du courant et limité en bas par le chenal, et en haut par la surface de l'eau.

Pour étudier la section ouverte et le périmètre mouillé, on utilise les alignements, où . Sur chacun de ces alignements, des mesures de profondeur sont faites en certains points (tableau 11).

Tableau 11 Mesures de profondeur de section claire

La distance entre les points de mesure sur l'alignement dépend de la largeur du ruisseau et est prise à une largeur de 1 à 5 m - après 0,5 m, et de 5 à 10 m - après 0,5-1,0 m.

Pour déterminer la superficie de la section habitable, des profils en coupe de chaque section sont construits sur du papier millimétrique (Fig. 5). Pour plus de clarté, une échelle verticale (pour les profondeurs) est utilisée 10 fois plus grande que l'échelle horizontale. Au-dessus du profil, le niveau d'eau et la date de mesure sont appliqués.

Figure 5 Coupe transversale de la porte

La surface libre est définie comme la somme des surfaces formes géométriques(trapèze et triangles rectangles au large) selon la formule :

où b est la distance constante entre les points de mesure, m ;

b n - distance entre points extrêmes, m;

H 1, H 2 .... H n– profondeur aux points de mesure, m.

La zone de section libre est calculée pour les alignements supérieur c), moyen (c) et inférieur n). La surface ouverte moyenne est calculée par la formule :

périmètre mouillé(χ) est la longueur de la ligne de fond de la rivière entre les bords de l'eau. Il est calculé comme la somme des hypoténuses des triangles rectangles en utilisant la formule

+ 2 + ………

où b 2 distance constante entre les points de mesure, m ;

b n - distance entre les points extrêmes;

H 1, H 2, H n) - profondeur mesurer les verticales, M.

Le périmètre mouillé est compté le long des sections supérieure v, médiane c et inférieure n. Le périmètre mouillé moyen cp (m) est calculé par la formule

Cp = 0,25 (v +2 s + n).

Rayon hydraulique ( R) est la relation avec cf. Pour les canaux dont la largeur est proche du périmètre mouillé, R=H cf.

frais Q(m 3 / sec) d'eau dans une rivière est la quantité d'eau qui traverse une section transversale en une seconde

Connaître le débit de l'eau et le bassin versant de la rivière F, calculer le module de puits M(ou alors q, l/s s 1 km 2).

Bornes de mesure d'eau

L'observation de la hauteur (H) du niveau d'eau (HC) dans la rivière est effectuée à une jauge d'eau. Distinguer: pile, rack, automatique et autres postes d'eau. Les observations sur eux sont généralement effectuées deux fois par jour - 8 et 20 heures.

pile le poteau de mesure de l'eau est constitué de pieux enfoncés à une certaine distance les uns des autres dans le fond ou la berge des rivières et le long du tracé (figure 6). Le plus haut a le n° 1, il n'est pas inondé même lors des plus fortes crues. Derrière elle, plus près de la rivière, se trouve la pile n° 2, etc. Le dernier pieu inférieur est enfoncé dans le fond de la rivière, sa tête est toujours inondée. Les têtes de pieux ne dépassent pas le sol de 10 à 15 cm, la distance entre les pieux est mesurée et les pieux sont nivelés (l'excédent entre eux ne dépasse pas 40 à 50 cm).

Figure 6 Jauge d'eau du pieu

La hauteur du niveau d'eau est mesurée à l'aide d'une jauge d'eau portable, qui est placée sur la tête du pieu.

Étagère La station de comptage d'eau se compose d'un ou plusieurs rails de compteur d'eau solidement fixés au mur de la structure ou à des pieux spéciaux.

Auto station d'eau. Sur les rivières régulées et les rivières à forte fluctuation du niveau d'eau, en plus des postes de mesure d'eau habituels, des enregistreurs sont installés qui enregistrent en continu les niveaux d'eau. L'installation des enregistreurs Valdai s'effectue le plus souvent au bord de la rivière dans une petite cabine au-dessus d'un béton armé ou puits en bois, qui est relié par un tuyau d'alimentation à la rivière. Le même niveau d'eau est rétabli dans le puits que dans la rivière (Figure 7).

Figure 7 Configuration de l'enregistreur de rivage

Étude des propriétés de surface ou des limites, telles que la capacité de mouillage ; étude des effets de diffusion; analyse des matériaux en déterminant leurs effets de surface, de frontière et de diffusion ; recherche ou analyse de structures de surface dans le domaine atomique

L'invention concerne agriculture, en particulier à des méthodes d'étude du ruissellement des eaux de fonte et de pluie se produisant sur une surface formant ruissellement. Le résultat technique de l'invention est une simplification du procédé et une augmentation de la précision de la détermination du périmètre mouillé pour un canal rugueux. L'essence de l'invention : le processus d'interaction du débit d'eau avec une surface rugueuse est simulé en remplaçant la partie active du plateau incliné, réalisée avec la surface rugueuse à l'étude, par un échantillon de précision avec un système hydraulique surface lisse, trouver la dépendance de la hauteur d'écoulement sur le débit d'eau pour une surface hydrauliquement lisse. Un échantillon de précision avec une surface hydrauliquement lisse est remplacé par une pièce de travail faite avec une surface rugueuse à l'étude, et une dépendance graphique de la hauteur d'écoulement sur la consommation d'eau pour une surface rugueuse est trouvée. Le coefficient de périmètre mouillé est déterminé par le rapport des débits d'eau critiques correspondant au nombre de Reynolds critique à la frontière entre les régimes d'écoulement d'eau laminaire et transitoire, respectivement, pour les surfaces de canal rugueuses et hydrauliquement lisses. La valeur du périmètre mouillé pour une surface rugueuse est définie comme le produit du coefficient du périmètre mouillé et du périmètre mouillé pour une surface hydrauliquement lisse. 1 tab., 3 ill.

Dessins au brevet RF 2292034

L'invention concerne le domaine agricole, en particulier les procédés et dispositifs d'étude du ruissellement des eaux de fonte et de pluie se produisant sur une surface de formation de ruissellement (en talus, dans un réseau ravin-radier, dans des canaux temporaires, etc.), et pouvant être utilisé dans le domaine de l'hydrologie, du génie hydraulique, de l'hydroamélioration, de la construction civile et routière industrielle.

Il existe une méthode connue pour déterminer le périmètre mouillé, en tant qu'élément de la section d'écoulement libre, pour les canaux prismatiques. Par exemple, une section libre circulaire a un périmètre mouillé, égale à la longueur cercles

où R est le rayon de la section circulaire libre.

Pour les canaux rectangulaires réguliers, le périmètre mouillé est déterminé par la somme de la largeur et du double de la hauteur du flux de fluide

où B est la largeur du canal, h est la hauteur de l'écoulement du fluide en mouvement.

désavantage manière connue est que pour toutes les sections données, la précision de la détermination du périmètre mouillé dépend de la régularité hydraulique du canal. Pour les surfaces rugueuses, le périmètre mouillé est beaucoup plus grand que pour les surfaces lisses. Lors de la conduite calculs hydrauliques ce fait n'est pas pris en compte ou une définition approximative du périmètre mouillé pour un canal brut est utilisée.

Il existe également une méthode de détermination du périmètre mouillé sur une surface rugueuse, proposée par le prof. A.A.Sabaneev, basé sur le remplacement du périmètre mouillé réel par une ligne brisée. Ici, pour chacun des segments de la ligne brisée, l'angle de son inclinaison par rapport à l'horizon est défini

où h i est la hauteur des segments de ligne brisée ; b i - la longueur de la projection horizontale de chaque segment,

En additionnant les valeurs de i , une expression du périmètre mouillé est obtenue sous la forme :

Cependant, le périmètre mouillé réel ne peut pas être remplacé par une ligne brisée, car la surface rugueuse est composée de petites particules ayant forme différente contours (cercle, ellipse et autres formes de forme plus complexe).

Le but de l'invention est de simplifier le procédé et d'améliorer la précision de la détermination du périmètre mouillé pour un canal rugueux.

Ce but est atteint par le fait que dans le procédé de détermination du périmètre mouillé d'un canal à surface rugueuse, qui comprend la modélisation du processus d'interaction d'un écoulement d'eau avec une surface rugueuse, pour lequel la partie travaillante d'un bac incliné est utilisé, réalisé sous la forme d'un échantillon de précision avec une surface hydrauliquement lisse, il est réglé à l'aide du système d'alimentation à hauteur constante, des débits d'eau et mesure la hauteur d'écoulement dans les parties d'entrée et de sortie du plateau, trouve une dépendance graphique de la hauteur d'écoulement sur le débit d'eau pour une surface hydrauliquement lisse, un échantillon de précision à surface hydrauliquement lisse est remplacé par une pièce travaillante réalisée avec une surface rugueuse à l'étude, régler les débits d'eau et mesurer la hauteur d'écoulement en les parties d'entrée et de sortie du bac, trouver une dépendance graphique de la hauteur d'écoulement sur le débit d'eau pour une surface rugueuse, déterminer les débits d'eau critiques pour une surface rugueuse et hydraulique et une surface lisse, correspondant au nombre de Reynolds critique à la frontière entre les modes d'écoulement laminaire et transitoire, exprimé sur des courbes par une forte augmentation de la hauteur d'écoulement, déterminer le coefficient de périmètre mouillé k comme le rapport des débits d'eau critiques correspondant au nombre de Reynolds critique, à la frontière entre les modes d'écoulement laminaire et transitoire de l'eau, respectivement pour les surfaces rugueuses et hydrauliquement lisses :

h - hauteur du débit d'eau dans la partie de sortie du bac, m,

et déterminer la valeur du périmètre mouillé pour une surface rugueuse comme le produit du coefficient du périmètre mouillé et du périmètre mouillé pour une surface hydrauliquement lisse :

où W est le périmètre mouillé de la surface rugueuse, m ;

G - périmètre mouillé d'une surface hydrauliquement lisse, m.

la figure 1 représente un dispositif pour la mise en œuvre du procédé proposé ; Figure 2 - section A-A dans la Fig.1.

Le dispositif se compose d'un plateau incliné 1, fixé sur la base 2 (figure 1), où le plateau est composé de trois parties constitutives, composé d'une entrée et d'une sortie 3, réalisées avec une surface hydrauliquement lisse (par exemple, un verre miroir), et de travail 4, réalisées avec une surface rugueuse à l'étude, installées avec précision entre les pièces d'entrée et de sortie à l'aide de vis micrométriques 5, placées dans le base 2, micromètres 6 avec aiguilles de mesure 7 installés dans les parties d'entrée et de sortie du plateau selon son axe longitudinal sur les parois latérales (figure 2), coins 8 placés sur les côtés de la base sur toute la longueur, assurant la rectitude de le plateau 1, le système d'alimentation 9 à pression constante, l'amortisseur 10 et la pince Hoffmann 11.

La méthode est mise en œuvre comme suit. Avant le début des expériences, au lieu de la partie travaillante 4, un échantillon de précision avec une surface hydrauliquement lisse est installé dans le plateau 1, par exemple un verre miroir, qui est imperméabilisé le long des lignes de joint (conditionnellement non illustré). Puis, à l'aide d'un système d'alimentation à pression constante, un débit d'eau pré-calculé Q V

où Re CR 1000 est le nombre de Reynolds critique pour libre circulation; B - largeur du plateau, m; - viscosité cinématique de l'eau, m 2 / s.

La pince Hoffmann 11 s'ouvre et à l'aide de micromètres 6 avec une aiguille de mesure 7, on mesure la hauteur du débit d'eau dans les parties d'entrée h in1 et de sortie h du plateau 1. Ensuite, le débit d'eau est augmenté et des expériences sont effectuées selon la méthode ci-dessus. En réglant les débits, on détermine la hauteur du débit d'eau dans les parties entrée h in1 et sortie h du canal 1. Les résultats obtenus sont consignés dans le journal d'observation, où un graphique de la dépendance de la hauteur du débit sur la le débit d'eau h=f(Q) est tracé.

Puis en retour verre miroir la partie travaillante 4 avec la surface rugueuse étudiée est installée dans le plateau 1. Les joints de la partie travaillante 4 et du bac 1 sont étanches. La pince Hoffmann 11 s'ouvre et à l'aide de micromètres 6 avec une aiguille de mesure 7, la hauteur du débit d'eau dans la partie d'entrée du bac h in est mesurée (à la suite de recherches, il a été constaté que pour le même coûts donnés la hauteur du débit h in h in1, donc h in n'est pas mesurée) et la hauteur du débit d'eau dans la sortie h du bac 1.

Les résultats obtenus sont enregistrés dans le journal d'observation, où un graphique de la dépendance de la hauteur d'écoulement sur le débit d'eau h=f(Q) est tracé. D'après le graphique, les débits d'eau critiques et , correspondant au nombre de Reynolds critique, sont déterminés à la frontière entre les modes d'écoulement laminaire et de transition, exprimés sur les courbes h=f(Q) par une forte augmentation du hauteur d'écoulement, respectivement, pour les surfaces rugueuses et hydrauliquement lisses.

Exprimons le nombre de Reynolds critique pour les écoulements libres pour une surface hydrauliquement lisse

et pour la surface rugueuse étudiée

À la frontière entre les régimes laminaire et transitionnel, le nombre de Reynolds est presque le même pour une surface de canal lisse et rugueuse. Cette dernière est confirmée par de nombreuses études. Ainsi, selon Chugaev R.R. Le nombre de Reynolds Re est indépendant de la surface rugueuse, tandis que le nombre de Reynolds Re est largement affecté par la section transversale de l'écoulement.

En mettant en équation les expressions (1) et (2), on obtient que le rapport des périmètres mouillés des surfaces rugueuses et hydrauliquement lisses est égal au rapport des débits d'eau critiques correspondant au nombre de Reynolds critique à la frontière entre le laminaire et le modes transitoires d'écoulement de l'eau sur les surfaces rugueuses et hydrauliquement lisses

Déterminons le coefficient du périmètre mouillé par le rapport des débits critiques

et la valeur du périmètre mouillé pour une surface rugueuse

où k est le coefficient de périmètre mouillé ; W - périmètre mouillé de la surface rugueuse, m; G - périmètre mouillé d'une surface hydrauliquement lisse, m; - débit d'eau critique en m 3 / s, correspondant au nombre de Reynolds critique, à la frontière entre écoulement d'eau laminaire et transitionnel sur une surface rugueuse, déterminé à partir de la dépendance graphique obtenue à la suite de l'expérience ; - débit d'eau critique en m 3 /s, correspondant au nombre de Reynolds critique, à la frontière entre les modes d'écoulement laminaire et transitoire sur une surface hydrauliquement lisse, déterminé à partir de la dépendance graphique obtenue à la suite de l'expérience.

3. Brevet RF n° 2021647, classe. A 01 B 13/16, 1994.

RÉCLAMER

Procédé de détermination du périmètre mouillé d'un canal à surface rugueuse, qui comprend la modélisation du processus d'interaction d'un écoulement d'eau avec une surface rugueuse, caractérisé en ce que pour sa mise en œuvre on utilise la partie travaillante d'un canal incliné, réalisée dans le forme d'un échantillon de précision avec une surface hydrauliquement lisse, il est réglé à l'aide d'un système d'alimentation en énergie constante hauteur, débits d'eau et mesurer la hauteur d'écoulement dans les parties d'entrée et de sortie du plateau, trouver une dépendance graphique du débit hauteur sur le débit d'eau pour une surface hydrauliquement lisse, un échantillon de précision avec une surface hydrauliquement lisse est remplacé par une pièce de travail réalisée avec une surface rugueuse à l'étude, régler les débits d'eau et mesurer la hauteur d'écoulement dans l'entrée et la sortie parties du plateau, trouver une dépendance graphique de la hauteur d'écoulement sur le débit d'eau pour une surface rugueuse, déterminer les débits d'eau critiques pour une surface rugueuse à l'aide de dépendances graphiques