Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra hydrauliky a hydrologie. Předmět HY2V K141 FSv ČVUT. Přepady. Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc., Ing. Tomáš Picek PhD.

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra hydrauliky a hydrologie. Předmět HY2V K141 FSv ČVUT. Přepady. Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc., Ing. Tomáš Picek PhD."

Denis Matoušek
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 Fakulta stavebí ČVUT v Praze Katedra draulik a droloie Předmět HYV K4 FSv ČVUT Přepad Doc. I. Aleš Havlík, CSc., I. Tomáš Picek PD. K4 HYV Přepad

2 přepad - draulický jev X přeliv - kostrukce voda přepadá přes přeliv (kostrukci) přeliv: provozí části vzdouvacíc staveb (jez, přerad) bezpečostí zařízeí (přerad, rbík...) odděleí části průtoku (dešťové oddělovače, závlaové kaál...) měřeí průtoku... K4 HYV Přepad

3 Čleěí podle tvaru kostrukce Základí tp : přepad přes ostroraý přeliv t <.67 měré přeliv přepad přes jezový přeliv.67 < t < přepad přes proudicový přeliv přepad přes širokou koruu t > K4 HYV Přepad

4 Speciálí tp : přepad s ízkým praem ve dě Jamborův prá stupeň ve dě šactové přeliv ásoskové přeliv K4 HYV Přepad 4

5 Čleěí podle půdorséo uspořádáí čelí přeliv šikmý přeliv lomeý přeliv zakřiveý přeliv bočí přeliv K4 HYV Přepad 5

6 Základí části a rozměr přelivu přelivá raa (ostroraé) / korua přelivu : ejvšší část přelivéo tělesa přepadová výška s - výška přelivu v orí vodě s d výška přelivu v dolí vodě H spád ladi s σ výška zatopeí přelivu d loubka dolí vod B šířka přívodío korta/kaálu b šířka přepadu (délka koru) v přítoková rclost, v = /[B(s+)] μ, m součiitel přepadu H s s d d K4 HYV Přepad 6

7 K4 HYV Přepad 7 Základí rovice přepadu dz x u ds u d v α z u = φ dz x v α z dz x u d z dz x b v zásadě výtok otvorem sora eomezeým: v loubce z pod ladiou rclost celkový průtok pro ideálí kapaliu zúžeí přepadovéo paprsku pro skutečou kapaliu dz x v α z μ - součiitel přepadu

8 K4 HYV Přepad 8 a z too pro obdélík (x=b=kost.) dz v α z b μ dz b v α z μ pro jié tvar obdobě s uvažováím x=f(z); d z b μ d v α trojúelík (x=kz) dz v α z z k μ 5 z fce

9 K4 HYV Přepad 9 - součiitel přepadu D W > často:, ebo D b μ d d W b μ b μ v α > μ m μ C Růzé přístup uvažováí vlivu přítokové rclosti v Dubuatova (Poleiova): též ve tvaru Rovice: Weisbacova

10 K4 HYV Přepad Tvar přepadovéo paprsku dokoalé zavzdušeí prostoru pod paprskem spodí obálka vrovou parabolou; v bezrozměrém tvaru (Blaisdel) předpoklad - kostatí svislá tloušťka paprsku orí obálka koeficiet měřeí a ostroraém přelivu se svislou stěou při v =: A=-,45, B=,55, C=,5, D=,6, x/ >,5 (a obr.) Pro x/ <,7 Baziov souřadice (a obr.). C x B x A D C x B x A αv f

11 /.8 Přepadový paprsek bezrozměré souřadice.6.4 Bazi,5., Blaisdel / x/ v prostoru pod paprskem podtlak - paprsek sížeý až lpící větší zakřiveí, větší kapacita, ebezpečí vibrací, estálý jev přetlak - paprsek zdvižeý - meší zakřiveí, meší kapacita, estálý jev K4 HYV Přepad

12 Přepad dokoalý edokoalý dokoalý přepad = f() ebo = f( ), ezávisí a d edokoalý (zatopeý) přepad = f(, σ ), resp. = f(, H) ebo = f(, σ ), resp. = f(, H) se redukuje součiitelem zatopeí σ z : σ z = f(tp přelivu,, s d, H) H s z m b s ebo s d d z m b K4 HYV Přepad

13 Přeliv ostroraé = f() přeliv s t<,67; Měré přeliv - pro měřeí specielí úprava přelivé ra laví tp: obdélíkový - bez bočí kotrakce (Baziův) s bočí kotrakcí (Poceletův) - mm 45-6 Baziův přeliv v / Poceletův přeliv v s p=p a t<,67 b s B K4 HYV Přepad

14 trojúelíkový (s vrcol. úlem 9 - Tomsoův) licoběžíkový (s bočími stěami 4: - Cipolettio) řada dalšíc Trojúelíkový přeliv Tomsoův přeliv b b= 9 Cipolettio přeliv a> a> b> s> B> K4 HYV Přepad 4

15 K4 HYV Přepad 5 Baziův přeliv s m. < b <. [m],. < s <. [m],. < <.4 [m] Poceletův přeliv s B b.55 B b m Obdélíkové přeliv Pro obdélíkové přeliv (Baziův i Poceletův) řada vzorců pro m od růzýc autorů, rozdíl obvkle < - %. b m

16 Zatopeí mezí odot podle Pavlovskéo (H/s d ) * /s d pokud skutečý poměr H/s d < (H/s d )* pro daé /s d, je přepad zatopeý a σ z.5. s K4 HYV Přepad 6 σ d H

17 Trojúelíkový přeliv 8 5 t 5 e.6 součiitel přepadu podle Kulia et al [ ] K4 HYV Přepad 7

18 k [mm] e k ebo podle Graveo pro < <. α t Rozdíl průtoku podle obou rovic pro > 45 meší ež % K4 HYV Přepad 8

19 Trojúelíkový přeliv pravoúlý (Tomsoův) podle Tomsoa.4.5 Kia.4.5 < <.55 m, s > a B > 8.47 trojúelíkové přeliv - vliv zatopeí pro d > s d -,5 [m] Licoběžíkový přeliv Cipolettio B >.86 b.5 K4 HYV Přepad 9

20 Lieárí přeliv = k průtok roste lieárě s přepadovou výškou μ z b dz a k z. dz z z k dz k b a z tvar přelivé ra - perbola K4 HYV Přepad

21 K4 HYV Přepad Přepad přes jezová tělesa, přeradí ráze =f( ) Jez - poblivé ebo pevé kostrukce ke vzdutí vod (plavba, vužití vodí eerie, odběr vod) - často vliv dolí vod Přerad - všší kostrukce k vtvořeí zásob vod, pro eškodé odvedeí velkýc průtoků opatřeé přeliv, resp. pro zatopeý (edokoalý) přepad, resp. b m b μ z b μ σ z b m σ

22 Přeliv jezů a přerad často razeé dělicí pilíře kotrakce vodío proudu, účiá šířka přelivu b < b b b. ξ b - součet šířek jedotlivýc polí, - součiitel zúžeí, = f(tvar pilíře/křídla) r,5 9 r =,5d r d d r (,75 -,5)d r =(,5 -,75)d d proudicové zlaví 45 a r,5 -,,,7,45 -,7 PŘEDSAZENÉ ZHLAVÍ a,45 -,7,5 -,4,5 -,, -,,5,5 d K4 HYV Přepad

23 Jezové přeliv jedoducéo profilu s s :k :k' s :k t :k' t Obdélíkový příčý průřez /t,,,5,,5, µ p,45,48,498,555,65,6 Trojúelíkový příčý průřez podle Bazia k k' [m],9,,5,,7,,6,45,796,786,774,768,766,76,75,7,7,75,75,74,7,7,7,78,7,75,7,75,7,7,7,7 K4 HYV Přepad

24 tp jezu vsoké jez s>5m středě vsoké jez <s<5m ízké jez s<m Licoběžíkový příčý průřez podle Pavlovskéo skloěá ávodí stěa skloěá vzduší stěa skloěá ávodí stěa skloěá vzduší stěa sklo stě k',5 k,5 /t> </t<,5</t<,646,6,6,57,54,55 k=,66,6,6 k=,645,65,585 k'=,6,6,56 k'=,6,57,5 k=,6,6,57 k=5,6,57,54 k=,57, k'=,585,555,55 k'=5,56, k'=,55, K4 HYV Přepad 4

25 Součiitel zatopeí pro přeliv jedoducéo profilu (dle Pikalova),9,8,7,6 z,5,4,,,,,,,4,5,6,7,8,9 s / K4 HYV Přepad 5

26 Jezové přeliv se zaobleou koruou a - Kramer b Rebock c Rebock p p. r s.4 pro r p... 5 r pro. r s r s r s r / s..8 r s d Kramer použití rovice dle a) 4.57 a r b. 57 při dosazeí a /b b K4 HYV Přepad 6

27 Přeliv proudicové tvar - z dolí obálk přepadovéo paprsku přelivé ploc: beztlakové - sledují dolí obálku přepadovéo paprsku - a ploše ulové tlak tlakové - meší křivost ež přepadající paprsek - v lib. bodě p > p a, meší kapacita přelivu podtlakové - větší křivost ež přepadající paprsek - v lib. bodě p < p a, větší kapacita přelivu, podtlak a vsoké rclosti ebezpečí kavitace, eroze, vibrací kostrukce... x x tlaková ploca beztlaková ploca beztlaková ploca podtlaková ploca tvar přepadovéo paprsku fukcí beztlaková ploca pouze pro přepadovou výšku (ávrová přepadová výška) < tlaková ploca, > podtlaková ploca K4 HYV Přepad 7

28 Beztlaková ploca Scimemio souřadice přelivé ploc pro :.85 T xt x.5 x/ >,.5 -. < x/ < tečý bod přelivé ploc k ávodímu líci ráze o úlu :.85 směrice teč v [x T, T ] xt tα,.95 součiitel přepadu m =.5 pro, x.84 m m.94.6,,7 m m.7.,.7 Scimemio ploca euvažuje vliv přítokové rclosti je pro vsoké jez/přerad, je svislý ávodí líc K4 HYV Přepad 8

29 Scimemio ploca + další výzkum ploc USBR a WES, pro růzé s/, sklo ávodío líce (sl)... WES: x K x/, K f( /,s/,sl) f( /,s/, sl) pro x/ < složeý kruový oblouk, R / a R / = m f( /,s/ f(,sl) /,s/,sl) zatopeí Deverský raf K4 HYV Přepad 9

30 pro vsoký jez (s/ ) se svislým ávodím lícem: K =,5, =,85, r =,5, r =,, m =,5 m m , -, -,,,,,4,5,6,7,8, x/ a r r S,,,4 max x T(x, ) T T : - : S K4 HYV Přepad

31 Přepad přes jezový objekt s vsokým stupěm zatopeí malé vzdutí ladi objektem výpočet pomocí erovoměréo prouděí s uvažováím místí ztrát srpe Praa, Vltava, Helmovský jez a Štvaici K4 HYV Přepad

32 Přepad přes širokou koruu - l = (,5-5) v o / pro z Beroullio rovice s d kdž v v d v s (dokoalý přepad) α ξ α v α v v Z Z ξ v ( ) α ξ l v α ξ s d H d K4 HYV Přepad

33 a průtok S S b, zúžeí paprsku ε b ε ε ε položme m ε Z pokusů.8.9 ε b ε m b k - vodí skok (vlový) ε přepad m beze ztrát,85 / / vstupí část dobře zaoblea,95,6,6,7 zaobleá vstupí raa,96,5,57,76 vstupí raa seřízuta,9,,5,79 ostrá vstupí raa,9,,5,85 dtto, prá mimořádě drsý,88,,465,8 K4 HYV Přepad

34 edokoalý přepad - s d d, resp. σ b σ ( σ ) též σ m b z /,95,9,85,8,75,7,,4,6,8 K4 HYV Přepad 4

35 K4 HYV Přepad 5 Stupeň ve dě častý prvek (úprav toků a razeí bstři) sížeí podéléo sklou, stabilizace korta obdélíkové korto z impulsové vět e =,667 k e k.75.5 e b 5.8 k e s d zatopeí: s < s mi s k mi d k k d k d k d d s s k,

36 Šactový přeliv přeliv s kruovou přelivou raou ostroraý positiví eativí s proudicovou přelivou plocou D positiví : k L,4 k D,4, <,D k -,46D +,96D +,4497,7 D,648 [m] eativí: D D K4 HYV Přepad 6

37 K4 HYV Přepad 7 Přeliv s proudicovou plocou zejméa jako bezpečostí přeliv spaýc rází dokoalý přepad:.5 D L μ souřadice ploc tabulk pro r, f x,5 x pro r, x f D x r r r f μ edokoalý přepad výtok otvorem: 4 D π μ.5 D

38 Přepad přes jezovou klapku, semet, sektor v r 5 4 /r,7 C b fα, r C protože součiitel průtoku C je v US jedotkác, třeba převést: C C m SI 9.8ms.55 C (SI) US.85 ft s /r= - /r -,8,,,4,6,8 4, (US) C K4 HYV Přepad 8

Podobné dokumenty

Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra hydrauliky a hydrologie. Předmět HY2V K141 FSv ČVUT. Přepady. Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc., Ing. Tomáš Picek PhD.

Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra ydrauliky a ydrologie Předmět HYV K4 FSv ČVUT Přepady Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc., Ing. Tomáš Picek PD. K4 HYV Přepady přepad - ydraulický jev X přeliv - konstrukce