Sổ tay thủy văn cầu đường - Dự báo quá trình diễn biến lòng sông part 7

Chia sẻ: Ajdka Ajsdkj | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

94
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Từ (6-21) rút ra n và thay vào (6-20) ta được: 2 . v 1 g R l (6-22) Thí nghiệm Nicuratsơ đã chỉ rõ: đối với trường hợp chẩy tầng, chỉ cần số Re bằng nhau thì hệ số sức cản  bằng nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sổ tay thủy văn cầu đường - Dự báo quá trình diễn biến lòng sông part 7

- §iÒu kiÖn t¬ng tù (6-20) thêng ®îc gäi lµ t¬ng tù søc c¶n. C¸c ®iÒu kiÖn t¬ng tù trªn cã nghÜa lµ: Trong trêng hîp dßng ch¶y æn ®Þnh kh«ng ®Òu trong s«ng thiªn nhiªn, ®Ó b¶o ®¶m t¬ng tù vÒ ®éng lùc häc gi÷a  1 dv 2   dZ  nguyªn h×nh vµ m« h×nh, tû lÖ cña träng lùc   , lùc qu¸n tÝnh  .  vµ søc  2g dx   dx   v2n2  c¶n  4 / 3  cña c¸c ®iÓm t¬ng øng trªn m« h×nh vµ nguyªn h×nh lµ b»ng nhau. R  Tõ thñy lùc ta cã: R1 / 6 8g C   n 1/ 6  g c  R  hoÆc: n  (6-21) Tõ (6-21) rót ra n vµ thay vµo (6-20) ta ®îc: 2 . v 1 g R l (6-22) ThÝ nghiÖm Nicurats¬ ®· chØ râ: ®èi víi trêng hîp chÈy tÇng, chØ cÇn sè Re b»ng nhau th× hÖ sè søc c¶n  b»ng nhau. §èi víi trêng hîp chÈy rèi, khi dßng ch¶y ë khu thµnh tr¬n còng chØ cÇn sè Re b»ng nhau th× hÖ sè  còng b»ng nhau, nhng khi dßng ch¶y ë khu qu¸ ®é, muèn cã  b»ng nhau th× kh«ng nh÷ng cÇn Re b»ng nhau mµ hÖ sè nh¸m t¬ng ®èi còng b»ng nhau. Cßn khi dßng ch¶y ë khu b×nh ph¬ng søc c¶n, chØ cÇn hÖ sè nh¸m t¬ng ®èi b»ng nhau th× hÖ sè  b»ng nhau. NÕu m« h×nh nghiªm kh¾c tu©n theo t¬ng tù h×nh häc, th× hÖ sè nh¸m t¬ng ®èi sÏ b»ng nhau, do ®ã trong t×nh h×nh chung, chØ cÇn cã Re b»ng nhau th× hÖ sè  sÏ b»ng nhau, cßn ë khu b×nh ph¬ng søc c¶n th× cho dï sè Re kh«ng b»ng nhau hÖ sè  còng b»ng nhau. §ång thêi víi m« h×nh cã t¬ng tù h×nh häc th×: R = h, l = h/l = 1, Rl = h Do ®ã víi  = 1, c«ng thøc (6-22) sÏ biÕn thµnh (6-19). KÕt qu¶ ®ã nãi lªn r»ng: trong t×nh h×nh chung, chØ cÇn sè Re b»ng nhau, nÕu tháa m ·n ®iÒu k iÖn t¬ng tù Fr (6-19) còng tøc lµ tháa m·n ®iÒu kiÖn t¬ng tù søc c¶n (6 -20). Nãi mét c¸ch kh¸c, trong m« h×nh cã t¬ng tù h×nh häc tuyÖt ®èi, th× chØ cÇn b¶o ®¶m 2 ®iÒu kiÖn: Re = idem vµ Fr = idem lµ m« h×nh vµ nguyªn h×nh vµ t¬ng tù vÒ ®éng lùc häc. Cßn nÕu dßng ch¶y ë khu b×nh ph¬ng søc c¶n th× chØ cÇn mét
®iÒu kiÖn Fr = idem lµ m« h×nh vµ nguyªn h×nh cã t¬ng tù vÒ ®éng lùc häc. ChÝnh v× vËy ta gäi khu b×nh ph¬ng søc c¶n lµ khu tù ®éng m« h×nh. Trong thùc tÕ, m« h×nh kh«ng thÓ nµo b¶o ®¶m ®îc t¬ng tù h×nh häc mét c¸ch tuyÖt ®èi. V× nhiÒu ®iÒu kiÖn h¹n chÕ, ph¶i sö dông m« h×nh biÕn th¸i. Cã khi mÆc dï m« h×nh kh«ng biÕn th¸i, nhng kh«ng thÓ thùc hiÖn ®îc t¬ng tù vÒ ®é nh¸m. V× vËy hÖ sè  kh«ng thÓ b»ng nhau, do ®ã 2 ®iÒu kiÖn (6-19) vµ (6-20) tån t¹i ®éc lËp víi nhau. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng c¬ së lý thuyÕt trªn, cã thÓ suy diÔn ra c¸c ®iÒu kiÖn t¬ng tù cÇn ph¶i tu©n thñ khi thiÕt kÕ vµ tiÕn hµnh cña thÝ nghiÖm m« h×nh c«ng tr×nh lµ.  §èi víi m« h×nh lßng cøng: - T¬ng tù liªn tôc dßng ch¶y: t u 1 l (6-23) Q hoÆc 1 l  hu (6-24) - T¬ng tù tû sè gi÷a lùc qu¸n tÝnh vµ träng lùc: 2u 1 h (6-25) - T¬ng tù tû sè gi÷a lùc qu¸n tÝnh vµ søc c¶n:  1  fb  h  ;  fw  1 l  (6-26) 3 / 2 1/ 6 ;  n w  1 6 1/ h 1 hoÆc  nb   1/ 2 2/3 2  (6-27) Ngoµi ra, ®ång thêi ph¶i tháa m·n 2 ®iÒu kiÖn sau: + §iÒu kiÖn h¹n chÕ dßng ch¶y rèi: ReM > 1000  2000 (6-28) + §iÒu kiÖn h¹n chÕ søc c¨ng bÒ mÆt: hM > 1,5 cm (6-29)  §èi víi m« h×nh lßng ®éng:
C¸c ®iÒu kiÖn t¬ng tù cho m« h×nh nghiªn cøu biÕn h×nh lßng dÉn cã dßng ch¶y mang chñ yªó lµ bïn c¸t l¬ löng nh sau: - T¬ng tù chuyÓn ®éng bïn c¸t l¬ löng: u h 1 w l (6-30) 1  u* 2 u  h  1, tøc 1 1 w  w  l2 (6-31) w  v 1  S   2 d  (6-32) w hoÆc 1 1 1 2 2  s   d    (6-33) - T¬ng tù khëi ®éng:  UC 1 u (6-34) uc 1 0,14 1 1  h   2 S  2 d     d   (6-35) - T¬ng tù t¶i c¸t: S 1  S* (6-36)  S  S*  1  S   (6-37)
1  S  h 2 hoÆc  S*    S   l   (6-38) - T¬ng tù biÕn h×nh lßng dÉn: 1  ' t '   uS (6-39)  C¸c bíc thiÕt kÕ m« h×nh s«ng lßng cøng [4] §Ó thiÕt kÕ vµ kiÓm tra m« h×nh s«ng lßng cøng, cã thÓ theo c¸c bíc sau ®©y: Bíc 1: C¨n cø vµo diÖn tÝch phßng thÝ nghiÖm, chän tû lÖ mÆt b»ng l vµ tû lÖ ®øng H. NÕu lµm m« h×nh kh«ng biÕn d¹ng th× l = B = H; nÕu lµm m« h×nh biÕn d¹ng th× l = B  H. Tuú theo môc ®Ých nghiªn cøu vµ diÖn tÝch phßng thÝ nghiÖm mµ chän biÕn suÊt K cho phï hîp. Bíc 2: Theo c¸c ®iÒu kiÖn t¬ng tù, x¸c ®Þnh c¸c tû lÖ t¬ng tù cßn l¹i. Bíc 3: KiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y trong m« h×nh: - Dßng ch¶y rèi: sè Reynolds Re M > ReK (víi ReK lµ sè Reynolds ph©n giíi). - Dßng ch¶y ªm: sè Froude FrM
4500 BM   9m 500 Nh vËy, cã thÓ chän s©n m« h×nh cã diÖn tÝch lµ: S = 22 x 10 m2 2. X¸c ®Þnh c¸c tû lÖ kh¸c cña m« h×nh: V  H  100  10 Tû lÖ tèc ®é: Q = V.H.l = 10 x 100 x 500 = 500000. Tû lÖ lu lîng : Trong m« h×nh nµy, lÇn lît thÝ nghiÖm víi c¸c cÊp lu lîng chÝnh: QT¹o lßng N = 18000 m3/s QTrung b×nh N = 5000 m3/s QkiÖt N = 3200 m3/s Do ®ã lu lîng trªn m« h×nh 18000 QT¹o lßng M = = 23,6 l/s. 500000 5000 QTrung b×nh M = = 10 l/s. 500000 3200 QkiÖt M = = 6,4 l/s. 500000 3. Sau khi chän tû lÖ, ph¶i kiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y trong m« h×nh. Dßng ch¶y trong m« h×nh ph¶i lµ dßng ch¶y rèi (Re > ReK víi ReK lµ sè Reynolds ph©n giíi) vµ ªm (Fr