1141 HYA (Hydraulika)

Transkript

1 ČVUT v Praze, fakulta stavení katedra ydrauliky a ydrologie (K141) Přednáškové slidy předmětu 1141 HYA (Hydraulika) verze: 1/011 K141 FSv ČVUT Tato weová stránka naízí k nalédnutí/stažení řadu pdf souorů složenýc z přednáškovýc slidů předmětu 1141HYA (Hydraulika) vyučovanéo na fakultě stavení ČVUT v Praze studentům akalářskéo směru Stavení inženýrství. Naízené slidy jsou dílem kolektivu autorů, zaměstnanců katedry ydrauliky a ydrologie (K141) FSv ČVUT v Praze. Souor slidů je základní učení pomůckou předmětu 1141HYA a je volně přístupný pro učení potřey studentů předmětu. Jiné použití slidů neo jejic částí ez přesné citace online zdroje (nejlépe dle ČSN ISO 690-) považuje autorský kolektiv za plagiátorství. K141 HYA Hydraulika ojektů na vodníc tocíc

2 Hydraulika ojektů na vodníc tocíc 1

3 Ojekty na vodníc tocíc: - jezy a přerady (vzdouvací ojekty) - mosty a propustky (křížení vodnío toku s komunikací) - ostatní ojekty (podélné ocranné ráze, vodní elektrárny, plavení komory,...)

4 PŘELIVY přeliv stavení konstrukce, přes kterou přepadá voda přepad jev ( voda ) Dle tvaru příčnéo profilu přelivu: ostroranný přeliv jezový přeliv široká koruna

5 PŘELIV S VODOROVNOU PŘELIVNOU HRANOU princip řešení: výtok velkým otvorem s orní ranou nad vodní ladinou Q v v g E1 E g 1 E d E E E1 E ČE v g 0 v 0 E E1 u E d E =d ČE E = E1 p v 0 v0 g E u E = E1 p v0 g d E d E =d p... přepadová výška pro přeliv: v0 E1 g 4 E v p p, 0 v g,

6 PŘELIV S VODOROVNOU PŘELIVNOU HRANOU ČE p Q v 0 zarnutí vlivu v 0 do p g E = E1 v0 g E p g u Q Q p v0 g E p p = E1 g v0 g v0 g d 5 p p g p 0 v g E d E =d Weisacova rovnice dokonaléo přepadu Du Buatova rovnice dokonaléo přepadu Poleniova rovnice dokonaléo přepadu pozn. 1: v literatuře zaveden součinitel přepadu m pozn. : ostroranné přelivy často využívány pro měření Q m p

7 Zatopení přepadu (pro všecny typy přelivů) při vyšší dolní ladině přepad nedokonalý (zatopený) (při stejném p převede menší Q oproti přepadu dokonalému, resp. stejný průtok jako u dokonaléo přepadu ude u přepadu nedokonaléo převeden při větší p ) 6

8 PŘELIV SE ŠIROKOU KORUNOU pro ( až ) p < t < (10 až 15) p carakteristický průě ladiny nad korunou ( 1 a vzájemné louky v. s.) 1v1 BR 0-1: 0 1 Z 0 1 g 0 v ČE 0 g v1 1 Q Z,, v1 g 1 S 0 1 p 1 Q v 0 1, 0 s g S Q S 1 g t pokud > zatopení v. s. 1 = = (čárkovaná ladina) pozn.: zjednodušené posouzení zatopení v. s.: 1 = f a ( 0 )... z BR (viz výše), = f ( 1 )... fce v. s. = f c ( 0 ) = 0 > 0 zatopení v. s. 1 = 7

9 KŘÍŽENÍ VODNÍHO TOKU S KOMUNIKACÍ 8

10 PROUDĚNÍ MOSTNÍMI OBJEKTY 9

11 HYDRAULICKÝ VÝPOČET MOSTU O JEDNOM POLI Říční proudění řešení analogické přelivu se širokou korunou αvσ vσ v v z BR pro pf. 1 a : E yσ ζ yσ g g g g Q 1 E yσ v 0 B m g S g σ Z v DH v g d průtok mostním otvorem 0 E y Q S vzdutí mostem: g(e y y ) E αv g 0 ; ΔH y y d Říční proudění zpravidla ovlivnění dolní vodou podmínka zatopenéo vtoku: y d > E y σ = y d y d < E volný vtok y = y c, y c = 1 E σ σ α ζ yσ 10 v y v d - TAB. y d

12 součinitelé φ a TAB. φ = 0,79 0,96 = 0,95 0,7 závisí na: úrovni dna koryta a mostu - stejná úroveň, prá ve dně se zaolenou / zkosenou / pravoúlou vstupní ranou napojení očníc křídel - plynulé / zaolené / šikmé / pravoúlé dovolené ryclosti v v pod mostem: podle složení dna koryta např.: jíl, velmi jemný písek v v = 1,5 ms -1 štěrk a valouny v v =,0 ms 1 11

13 Bystřinné proudění zúžení průtočnéo průřezu mostem zvýšení louky pod mostem y E z y m E m y d y E DH y y k y d i 0 > i k i 0 > i k MOSTY O VÍCE POLÍCH - štílé pilíře - možno řešit jako v případě 1 pole - masivní pilíře - zolednit zastavění průtočnéo profilu pilíři a zúžení paprsku za pilíři 1

14 PROUDĚNÍ V PROPUSTCÍCH 1

15 propustek Proudění v propustku ovlivňuje: - geometrie, uspořádání a ydraulické podmínky vtoku - geometrie, drsnost a podélný sklon propustku - poloa dolní vody a poměry za výtokem z propustku. Dimenzování a posuzování jednoducá scémata Složitější případy - vodní skok, vtokový vír,... nestailita proudění s volnou ladinou Q< Q D s volným vtokem se zalceným vtokem zdola nezatopený zdola zatopeným zdola nezatopený zdola zatopeným s tlakovým prouděním Q > Q D v celém propustku v části propustku Q D... kapacitní průtok 14

16 PROPUSTKY - SCHEMATICKÉ PODÉLNÉ PROFILY volná ladina a volný vtok zdola nezatopený (a) a zatopený () () D, (a) volná ladina a zalcený vtok zdola nezatopený (a) a zatopený () () D, (a) 15

17 tlakové proudění v propustku - výtok nezatopený dolní vodou D, D, tlakové proudění v propustku výtok zatopený dolní vodou D, D 16