Оглавление:
Моделирование течений в открытых руслах и гидротехнических сооружениях
Моделирование течений в открытых руслах и гидротехнических сооружениях. В открытых водных путях движение воды происходит под действием силы тяжести и трения, поэтому нормативное уравнение для определения физической величины в общем случае принимает вид: /(Пр Ке, 51) = 0, (10.60） Но для стабильного движения /(Пр, К)=0.(10.61） В случае равномерного движения гравитация компонента уравновешивается силой трения, и задача моделирования аналогична задаче моделирования напорного трубопровода(§ 10.4).
При моделировании течения открытых каналов (естественных и искусственных) оно, как правило, неравномерно Где не#= это число Рейнольдса. Он считывается в гидравлическом радиусе (см.§ 5.2). В этих условиях минимально допустимый линейный масштаб #ТТ\ рндд Великобритании 2 14Т. / (10.65)） В практике моделирования гидравлических процессов иногда используются геометрические искажения моделей. Это допускается в таких случаях: если сходство с шероховатостью не может быть обеспечено, то есть если сопротивление потоку модели больше, чем в натуре.
Эти сооружения могут подвергаться взаимодействию с волной прорыва и имеют ряд особенностей по сравнению с другими гидротехническими сооружениями, существенно усложняющих расчеты. Людмила Фирмаль
- Если размер или расход воды в лаборатории не позволяют принять геометрические меры, обеспечивающие сходство (см. 6.65）; При необходимости убедитесь, что модель имеет достаточную глубину или подвижность осадка, которая соответствует естественной. 194. При вышеуказанных условиях подобие полной крови не может быть соблюдено, поэтому гидродинамического подобия не наблюдается. То есть нет сходства характеристик во всех отношениях пространства, занимаемого потоком.
В тоже время, возможно достигнуть подобия средней скорости, цены и наклона свободного surface. To для этого необходимо установить зависимость, позволяющую определить естественную среднюю скорость, расход, уклон, при измерении соответствующих значений в модели, геометрически не похожей на естественную. Такие условия подобия называются гидравликой. В этом случае получается модель с 2 шкалами линейных элементов.
- Размеры живого (поперечного) сечения (включая вертикальное Н) уменьшаются в 1 раз, а вертикальные размеры-в 1 раз. Затем соответствующий масштабный коэффициент. в {= в! ну а% = Ан! ах. а№ Ан! ах | (10.66） АУ = г ^ а; 1 АА = А ^ 1. ] Обычно искажение шкалы составляет от 2 до 5, а в некоторых случаях и до 10 раз. В специальной литературе[19] подробно рассмотрены проблемы моделирования в крупномасштабном масштабе, включая эрозию каналов и миграцию наносов. В. М. с Маккавеева.
Г. в предложении Аверкиева моделирование открытого потока используется в пневматических моделях, так как происходит большое искажение в вертикальном и горизонтальном масштабах, а свободная поверхность заменяется жесткой горизонтальной поверхностью. Вне области самоподобия K = / (He) число Рейнольдса (He = Met) также является определяющим критерием. То есть при моделировании по жидкости влияние вязкой силы следует учитывать путем введения масштабной коррекции типа(10.59).
Сравнение экспериментальных результатов пневматической модели с данными, полученными с помощью гидравлической модели, показывает, что малая пневматическая модель с масштабными искажениями может заменить гидравлическую модель и изучить конструкцию потока и распределение скорости потока в плане. При моделировании гидротехнических сооружений большое значение имеют экспериментальные исследования: скорости (расхода), коэффициентов поперечного и продольного сжатия потока (струи), условий связывания сточных вод, работы энергопоглощающих устройств, турбулентных характеристик зоны гидравлического скачка и др.
Потоки, пропускаемые через отверстия мостов, расположенных в нижних бьефах плотин, являются неустановившимися, т.е. волнами наполнения и отлива. Людмила Фирмаль
- Обычно роль силы трения незначительна, и из-за преобладания силы тяжести моделирование проводится по критерию Фруде. Взаимосвязь между полномасштабными и модельными параметрами потока подробно описана в разделе 10.2 критериев текучести. Многие исследователи считают, что для соблюдения условий самоподобия число Рейнольдса Кеппра ограничено более чем 5000-10000.Рейнольдс. Допустимое уменьшение размера модели определяется условиями «Ч-Лан-г-(, 0′ 67） 195. Где = 0,1 b-фактический удельный расход.
Наиболее характерная стоимость, dn = 3… Для 40 мА / с шкала моделирования является минимальным допуском a?45… Она колеблется в пределах 100%. В некоторых случаях при движении воды через гидротехническое сооружение необходимо учитывать силы трения (быстрый поток, водосбросы плотин с большой высотой, сифоны и др.).Моделирование проточной аэрации, кавитации и других проблем изучено в специальной литературе.
Смотрите также:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
- Метод анализа размерности (Пи-теорема).
- Моделирование течений в напорных водоводах.
- Погрешности измеряемых величин.
- Основы математического планирования эксперимента.
