Файл: Вопросы водного хозяйства [сборник]..pdf

Таблица 3

Вид кривых n = f(H) на реках с поймами

При анализе зависимостей изменения коэффициен­ тов шероховатости с глубиной потока на пойме необхо­ димо учитывать, что в период паводка иногда имеют дело с «кажущимся» коэффициентом шероховатости, включающим влияние на сопротивление неравномерно­ сти паводочного потока.

На всех вертикалях створа 3 р. Луга наблюдается

85

неоднозначность, зависимости коэффициента шерохова­ тости от уровня воды в реке.

После некоторого горизонта затопления поймы точки на кривой, характеризующей связь шероховатости и глу­ бины при подъеме половодья, расположены левее точек, соответствующих спаду половодья. Достаточно четко проявляется отмеченная неоднозначность связи n = f(H) и по результатам измерений на нижерасположенном гидростворе 4, однако неоднозначность кривых, соответ­ ствующих подъему и спаду половодья, существенно уменьшена. На гидростворе 5, расположенном ниже по

номерности пойменного потока в условиях сужения рас­ сматриваемого участка поймы р. Луга в два раза.

В случае сильно изрезанного рельефа для вертика­ лей, расположенных у бровок р. Луга и на правой пойме р. Хопер, кривые n = f(H) имеют несколько точек переги­ ба, что, по-видимому, обусловлено различными условия­ ми обтекания местных макросопротивлений. По мере увеличения горизонтов затопления поймы изменяется косоструйность транзитного потока, связанная с обтека­ нием местных препятствий. При этом значения п колеб­ лются в широких пределах.

Таким образом, на основании обобщения большого экспериментального материала по равнинным рекам

в связи с задачами построения и экстраполяции кривых расходов воды. Труды ГГИ, вып. 128, 1965.

5. С р и б н ы й М. Ф. Нормы сопротивления движению естест­ венных водотоков и расчет отверстий больших мостов по способу бытовых морфологических характеристик. М.—Л., 1932.

86

С. А. БАМПИ, Г. С. ЦАЦУ К

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ В ТРУБЕ С ДИАФРАГМАМИ

Целью исследований явилось экспериментальное изу­ чение гидравлических сопротивлений при обтекании по­

трубопровода. При этом образуются водоворотные зоны, оказывающие существенное сопротивление транзитному потоку.

Выяснение влияния системы диафрагм на величину коэффициента гидравлических сопротивлений проводи­

В работе коэффициенты гидравлических сопротивле­

D

Для выполнения исследований создана эксперимен­ тальная установка, состоящая из напорного трубопрово­ да длиной 6 м, подключенного к водооборотной системе

(рис. 1).

Диаметр трубопровода D = 91 мм. Диафрагмы высотой

87

h = 17,5 мм (внутренний диаметр диафрагмы d = D—2h = = 56 мм) располагались на расстоянии (81г) 5=140 мм друг от друга на всем протяжении трубопровода; рас­ стояние между пьезометрами, расположенными на кон­ цах рабочего участка, 1 = 703 мм.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки:

визуального наблюдения за изучаемым явлением изго­ товлен из оргстекла.

Всего в трубопроводе было установлено 43 диафраг­ мы, из них на рабочем участке — 6 диафрагм.

С целью создания полностью развитого турбулентно­ го течения длина входного участка принята 30 D. По ис­ следованию ![4] входной участок для труб с диафрагма­ ми, расположенными на одинаковых расстояниях друг от друга, должен быть —25 D.

Установка подключена к водооборотной системе, со­ стоящей из напорного бака, резервуара, оборотной тру­ бы, насоса (рис. 1).

Для уменьшения содержания воздуха в воде в эк­ спериментальной установке были предусмотрены возду­ хоотводящие краны.

Установленные на рабочем участке 23 пьезометра позволяют проследить за изменением давления между диафрагмами. Для одновременного снятия показаний со всех пьезометров использовалась фотосъемка.

На протяжении всех опытов давление в трубопрово­ де поддерживалось выше атмосферного. Контроль осу­

88

ществлялся пьезометром, установленным в конце участ­ ка стабилизации. Температура воды во время опыта поддерживалась постоянной ?~17°С.

Коэффициент гидравлических сопротивлений К опре­ делялся на основании экспериментальных данных по следующей зависимости

где АР — падение напора на исследуемом участке; Q — расход;

I — расстояние между пьезометрами, располо­ женными на концах рабочего участка;

со — площадь рассматриваемого сечения трубо­ провода.

Падение напора АР определялось как разность пока­ заний пьезометров, расположенных на концах рабочего участка и на одинаковом расстоянии относительно диа­ фрагм, а следовательно, в одних условиях в водоворот­ ной зоне.

Измерения потерь напора и расходов проводились после достижения стабилизации течения жидкости. Ско­ рость потока увеличивалась постепенно от возможных малых значений, при которых для достижения в нем ста­ билизации режима требовалось около 30 мин. Время ста­ билизации уменьшалось при более высоких скоростях.

Расход воды определялся по мерному треугольному водосливу (Z 90°) с тонкой стенкой и изменялся в пре­ делах от 0,55 л/сек до 2,24 л/сек (см. таблицу).

Экспериментальные данные позволили получить за­ висимость Х=/ (Re представленную на рис. 2.

89

Таблица

Экспериментальные значения коэффициентов гидравлических сопротивлений

Для соответствующих чисел Рейнольдса коэффициен­ ты гидравлических сопротивлений, полученные в резуль­ тате эксперимента, в несколько раз превышают коэффи­ циенты гидравлических сопротивлений при наибольшем отношении высоты выступа к внутреннему диаметру тру­ бы в графике Никурадзе [3]. Так, например, по Никура-

90