tailieunhanh - Thủy lực 1 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 9

Dòng chảy ổn định không đều trong kênh hở Đ9-1. Những khái niệm mở đầu Về mặt động lực học thì dòng chảy không đều trong kênh hở sẽ xuất hiện khi lực cản và trọng lực không cân bằng nhau. Trong các kênh có độ dốc đáy bằng không (i = 0) hoặc dốc nghịch (i 0) trở thành dòng chảy không đều (xem chương III), nhưng | Chương IX DÒNG CHẢy ỔN ĐỊNH KHÔNG ĐỂU TRONG KÊNH HỞ 9-1. NHŨNG KHÁI NIÊM MỞ ĐAU Về mặt động lực học thì dòng chảy không đều trong kênh hở sẽ xuất hiện khi lực cản và trọng lực không cân bằng nhau. Trong các kênh có độ dốc đáy bằng không i 0 hoặc dốc nghịch i 0 không thể có dòng đều vì không có sự cân bằng giữa trọng lực và lực cản do đó dòng chảy bao giờ cũng là không đều. Với kênh có độ dốc thuận lực cản và trọng lực chỉ cân bằng khi hình dạng và kích thước mặt cắt ướt dọc theo dòng chảy không đổi khi đó ta có dòng chảy đều. Còn các kênh có kích thước và hình dạng hoặc một trong hai yêu tố đó thay đổi dọc theo dòng chảy bao giờ cũng xuất hiện dòng chảy không đều. Ta biết rằng có nhiều nguyên nhân làm cho dòng chảy trong kênh dốc thuận i 0 trở thành dòng chảy không đều xem chương III nhưng trong thực tế thường gặp nhất là do có chướng ngại trên lòng kênh ví dụ do xây dựng đập tràn làm mặt nước dềnh lên hình 9-1 do xây dựng bậc thẳng đứng trên đáy kênh làm mặt nước hạ thấp xuống hình 9-2 hay do kênh thay đổi độ dốc làm cho độ sâu nước trong kênh thay đổi dẫn đến đường mặt nước không song song với đáy kênh như ở dòng chảy đều nữa hình 9-3 . Dòng chảy ở các trường hợp trên gọi là dòng chảy không đều trong kênh hở còn đường mặt nước tương ứng gọi là đường mặt nước của dòng chảy không đều. Hình 9-1 Hình 9-2 308 Hình 9-3 Nghiên cứu dòng chảy không đều điều quan trọng nhất là cẩn biết quy luật thay đổi của chiều sâu h dọc theo dòng chảy h h l vì từ đó có thể suy ra sự thay đổi của các yếu tố thủy lực khác như diện tích mặt cắt ướt lưu tốc . Trước khi đi vào xét cụ thể cẩn biết qua cách phân loại kênh. Nếu hình dạng kích thước của mặt cắt ngang lòng dẫn không thay đổi dọc theo lòng kênh thì kênh là lăng trụ hình 9-4 . Trong kênh lăng trụ mặt cắt ướt của dòng chảy chỉ phụ thuộc vào độ sâu h nghĩa là h trong đó h h Z nên r b L _1_ _1_ _1_ _L _1_ _1_ _L _1_ _1_ _1_ _1_ _1_ _L _1_ d _ d dh dF dh dl Nếu hình dạng và kích thước của mặt cắt ngang lòng dẫn hoặc một trong hai