Vodní skok, tlumení kinetické energie Řešení průběhu hladin v otevřených korytech

Podobné dokumenty
Vodní skok, tlumení kinetické energie

HYDRAULICKÉ JEVY NA JEZECH

Proudění mostními objekty a propustky

(režimy proudění, průběh hladin) Proudění s volnou hladinou II

1141 HYA (Hydraulika)

Tlumení energie 7. PŘEDNÁŠKA. BS053 Rybníky a účelové nádrže

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

Neustálené proudění v otevřených korytech. K141 HY3V (VM) Neustálené proudění v korytech 0

(Aplikace pro mosty, propustky) K141 HYAR Hydraulika objektů na vodních tocích

Základy hydrauliky vodních toků

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

Hydraulická funkce mostních objektů a propustků Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc. Ing. Tomáš Picek, Ph.D.

Hydraulika a hydrologie

Zásady křížení vodních toků a komunikací Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc.

HYDROTECHNICKÝ VÝPOČET

P R OGR AM P R O NÁVRH VÝVAR U

Výpustná zařízení technická řešení, výpočty

Projekt 1 malé vodní nádrže 4. cvičení

MRATÍNSKÝ POTOK ELIMINACE POVODŇOVÝCH PRŮTOKŮ PŘÍRODĚ BLÍZKÝM ZPŮSOBEM

Spodní výpusti 5. PŘEDNÁŠKA. BS053 Rybníky a účelové nádrže

VÝZKUM PLAVEBNÍHO STUPNĚ DĚČÍN

1141 HYA (Hydraulika)

1141 HYA (Hydraulika)

Proudění s volnou hladinou (tj. v otevřených korytech)

Vodohospodářské stavby BS001 Hydraulika 1/3

p gh Hladinové (rovňové) plochy Tlak v kapalině, na niž působí pouze gravitační síla země

141 HYA (Hydraulika)

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Bezpečnostní přelivy 6. PŘEDNÁŠKA. BS053 Rybníky a účelové nádrže

Průtoky. Q t Proteklé množství O (m 3 ) objem vody, který proteče průtočným profilem daným průtokem za delší čas (den, měsíc, rok)

Mapování povodňového nebezpečí a povodňových rizik

PŘÍKLADY Z HYDRODYNAMIKY Poznámka: Za gravitační zrychlení je ve všech příkladech dosazována přibližná hodnota 10 m.s -2.

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE Fakulta životního prostředí Katedra biotechnických úprav krajiny

F.2.1 Technická zpráva ke stavebnímu objektu SO 01 část retenční přehrážka

CVIČENÍ č. 10 VĚTA O ZMĚNĚ TOKU HYBNOSTI

Předmět: SM02 PRŮBĚH VNITŘNÍCH SIL M(x), V(x), N(x) NA ROVINNÉM ŠIKMÉM PRUTU. prof. Ing. Michal POLÁK, CSc.

Propustky a mosty malých rozpětí

PŘÍRODĚ BLÍZKÁ POP A REVITALIZACE ÚDOLNÍ NIVY HLAVNÍCH BRNĚNSKÝCH TOKŮ 2.část

Vodní cesty a plavba Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc.

Hydromechanické procesy Obtékání těles

VODOHOSPODÁŘSKÉ STAVBY

IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE AKCE...

Krevní oběh. Helena Uhrová

Tok ř.km záznam č. č. úseku/profilu: Dne : hod Délka úseku (m): Provedl

Proudění vody v potrubí. Martin Šimek

102FYZB-Termomechanika

ZLATÝ POTOK (ř. km 0,000 12,267) stanovení záplavového území Technická zpráva

HYDROLOGICKÉ VYHODNOCENÍ PRŮBĚHU POVODNÍ

Mechanika zemin a zakládání staveb, 2 ročník bakalářského studia. Zemní tlaky

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Katedra hydrauliky a hydrologie

Veronika Drobná VB1STI02 Ing. Michalcová Vladimíra, Ph.D.

OTAVA, HORAŽĎOVICE - PPO - VARIANTY JEZU MRSKOŠ -DOPLNĚNÍ STUDIE

Návrh a posudek osově namáhaného nosníku podle obou MS

Měření a výpočet průtoků II

Šířka ve dně. Navazující na přilehlé koryto Sklon svahů MRATÍNSKÝ POTOK ELIMINACE POVODŇOVÝCH PRŮTOKŮ PŘÍRODĚ BLÍZKÝM ZPŮSOBEM

Vzpěr jednoduchého rámu, diferenciální operátory. Lenka Dohnalová

Příloha-výpočet motoru

BR 52 Proudění v systémech říčních koryt

Teplota ocelového sloupu

Modelování přepadu vody přes pohyblivou klapkovou konstrukci

Příloha č. 1. Pevnostní výpočty

Teoretické otázky z hydromechaniky

Osové namáhání osová síla N v prutu

R β α. Obrázek 1: Zadání - profil složený ze třech elementárních obrazců: 1 - rovnoramenný pravoúhlý trojúhelník, 2 - čtverec, 3 - kruhová díra

ENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE SLOUPOVÉM PRUHU

Michael Valášek Vedoucí práce: doc. Ing. Václav Bauma, CSc.

PROCESY V TECHNICE BUDOV 11

Hydraulika podzemních vod

Termomechanika 11. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

PRUŽNOST A PEVNOST 2 V PŘÍKLADECH

Termomechanika 10. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

9 OHŘEV NOSNÍKU VYSTAVENÉHO LOKÁLNÍMU POŽÁRU (řešený příklad)

Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad)

Posouzení provozu plánované MVE Hostěnice

Splaveniny. = tuhé částice přemísťované vodou anorganický původ organický původ různého tvaru a velikosti

Charakter morfologických změn v aluviálních korytech 27. Charakter morfologických změn v aluviálních korytech

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Základy matematické analýzy

MATEMATIKA III. π π π. Program - Dvojný integrál. 1. Vypočtěte dvojrozměrné integrály v obdélníku D: ( ), (, ): 0,1, 0,3, (2 4 ), (, ) : 1,3, 1,1,

K141 HY2V Hustota a kinematická viskozita vody při tlaku 10 5 Pa.

MRATÍNSKÝ POTOK ELIMINACE POVODŇOVÝCH PRŮTOKŮ PŘÍRODĚ BLÍZKÝM ZPŮSOBEM

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov. Modelování termohydraulických jevů 3.hodina. Hydraulika. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Vliv dolní vody na průtokové a zatěžovací charakteristiky jezové klapky

MODELOVÁNÍ PROUDĚNÍ VODY V OTEVŘENÝCH KORYTECH

Šíření tepla. Obecnéprincipy

Proč funguje Clemův motor

Studentská tvůrčí činnost 2009

Revitalizace vodního toku. 2. cvičení

Projekt 1 malé vodní nádrže 6. cvičení

Vzdálenosti a východ Slunce

POSOUZENÍ VODNÍHO DÍLA TĚŠETICE ZA POVODNÍ SAFETY ASSESMENT OF THE TĚŠETICE DAM DURING FLOODS

P Ř Í K L A D Č. 3 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE STŘEDNÍM PRUHU

VYHODNOCENÍ POVODNÍ V SRPNU 2010

USTÁLENÉ PROUDĚNÍ V OTEVŘENÝCH KORYTECH

P Ř Í K L A D Č. 5 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S VÝRAZNĚ ROZDÍLNÝM ROZPĚTÍM NÁSLEDUJÍCÍCH POLÍ

Projekt 1 malé vodní nádrže 5. cvičení

Colloquium FLUID DYNAMICS 2007 Institute of Thermomechanics AS CR, v. v. i., Prague, October 24-26, 2007 p.1

CVIČENÍ 5: Stabilita částice v korytě, prognóza výmolu v oblouku

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Transkript:

Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra draulik a droloie Předmět HYV K4 FSv ČVUT Vodní skok, tlumení kinetické enerie Řešení průběu ladin v otevřenýc kortec Doc. In. Aleš Havlík, CSc., In. Tomáš Picek PD.

Vodní skok K4 HYV Vodní skok

Přecod režimu proudění říční bstřinné: bstřinné říční: plnulý přecod vodním skokem s dnovým režimem s povrcovým režimem (přeliv s odrazníkem) K4 HYV Vodní skok

Vodní skok s dnovým režimem - struktura vlnovitý Fr,7 < (,,4) k slabý,7 < Fr,5 oscilující,5 < Fr 4,5 prostý 4,5 < Fr 9 > (,,4) k silný Fr > 9 Fr,0 -,7 Fr 4,5-9,0 Fr,7 -,5 Fr > 9,0 Fr,5-4,5 K4 HYV Vodní skok 4

Vodní skok - carakterizován vzájemnými loubkami a Prostý vodní skok F F S ZT S ZT Věta o bnostec: S Z S Z Q v v / : T T v Q / S v Q / S Q S S z T Q S S z T obecná rovnice vodnío skoku prostéo K4 HYV Vodní skok 5

Vzájemné loubk vodnío skoku prostéo S Q S z - Boussinesovo číslo ( cca.0) funkce vodnío skoku Z s - ztráta ve vodním skoku K4 HYV Vodní skok 6

K4 HYV Vodní skok 7 Funkce vodnío skoku pro carakteristické profil b b Q m b m b Q m m Q cos 60 sin sin 4 D sin 80 D Q 8 5 Y B 5 4 Y B Q.5

Praktické užití rovnice vodnío skoku Známe například zúžená loubka c pod přepadem, za výtokem pod stavidlem ( ) ( ) Známe loubka rovnoměrnéo nebo nerovnoměrnéo proudění v úseku s říčním prouděním za vodním skokem ( ) ( ) K4 HYV Vodní skok 8

K4 HYV Vodní skok 9 Prostý vodní skok v obdélníkovém kortě S = b z T = / b Q : b, b b Q b b Q ) : ( ) ( ) ( : ) ( z funkce vodnío skoku, při β =.0: kvadratická rovnice

K4 HYV Vodní skok 0 0 4 8 zavedení: S =, v = pro b = m: Kritická loubka v obdélníkovém průřezu: k při = : 8 k Fr 8 v Fr / v Fr Fr

K4 HYV Vodní skok Výška vodnío skoku prostéo: s = Délka vodnío skoku prostéo: Smetana: L s = 6 ( ) Pavlovskij: L s =,5 (,9 ) Ztráta enerie v prostém vodním skoku: s Z v v ) ( v v Z s Obdélníkový průřez: v v s Z 4 pro = : s 4 Z BR -: úpravou rovnice: s 4 Z

Prostý vodní skok v licoběžníkovém kortě rovnice vodnío skoku nemá exaktní řešení Možnosti přístupu ) Iterační postup ) Vužití rafu L Délka vodnío skoku s 5 4 B B B Q m b B, B šířka ladin před a za vodním skokem K4 HYV Vodní skok 5

Prostý vodní skok v kruovém profilu rovnice vodnío skoku nemá exaktní řešení Možnosti přístupu ) Iterační postup ) Vužití rafu K4 HYV Vodní skok Q d 5

Vlnovitý vodní skok < (, až,4) k, Fr výška: s = = (Fr ) délka: obtížné definovat Dmitrijev: L s = 0,6 s Určení polo vodnío skoku - porovnáním předpokládanéo přileléo vodnío skoku s loubkou dolní vod d K4 HYV Vodní skok 4

Vodní skok při změně sklonu dna vodní skok přilelý = d vodní skok oddálený > d vodní skok přiblížený < d K4 HYV Vodní skok 5

Vodní skok za objektem = d d d přilelý oddálený vzdutý vzdouvá se o překážku vzdutý přilelý oddálený vzdutý: míra vzdutí d délka - Pikalov: L s d K4 HYV Vodní skok 6

Vodní skok s povrcovým režimem - na přelivec s odrazníkem, výška prau a min =,7 k - 4, ranice I ranice II ranice III vzájemné loubk: cos 60 K4 HYV Vodní skok 7 kde B p a B p 0 Fr arc cos B p a = výška odrazníku 0 = tlaková výška tlaku na raně odrazníku Fr

Poměrné mezní loubk (ranice) mezi jednotlivými dru vodnío skoku s povrcovým režimem: ranice I - vodní skok prostý vzdutý povrcový vodní skok 0 6.75 I 0 5 Fr I ranice II - povrcový vodní skok přilelá vlna (nestabilní jev) 0 II 0. Fr II ranice III - přilelá vlna vzdutá vlna pro Fr < 5 pro Fr > 5 III III 0 0.8 Fr 0.0 Fr III 0 III 0.8 Fr K4 HYV Vodní skok 8

Oblasti tpů vodníc skoků u odrazníků : Povrcový vodní skok s volným paprskem : Paprsek za odrazníkem stoupá, rozšiřuje se směrem ke dnu, největší rclosti u dna. I d II Vzdutá vlna povrcovéo skoku : Kromě dnovéo válce i válec nad paprskem, maximální rclosti u povrcu, u dna až ve větší vzdálenosti, vodný tp na rozptl enerie. II d III Obnovený dnový vodní skok : Paprsek se odtrává od vedení a směřuje ke dnu vzdutý vodní skok s dnovým režimem, nevodný tp k tlumení enerie. d III K4 HYV Vodní skok 9

Tlumení kinetické enerie K4 HYV Vodní skok 0

Při přecodu z bstřinnéo proudění do říčnío - pod jezem, pod stupněm ve dně, při změně sklonu dna korta ) tlumení kinetické enerie ve vodním skoku ) pokud oddálený vodní skok - stavebními úpravami o lokalizovat jako vzdutý vodní skok Řešení: vývar prá ve dně kombinovaný vývar Vývar - stavební proloubení dna K4 HYV Vodní skok

Hdraulické řešení vývaru pro obdélníkové korto Určení návrovéo průtoku n ) určení návrovéo průtoku ) výpočet loubk vývaru ) výpočet délk vývaru pro rozmezí průtoků v kortě určení zúženéo paprsku c z Bernoullio rovnice pro α = a v c Q b c c E c vc vc c v c c c obdélníkové korto = měrný průtok φ = rclostní součinitel K4 HYV Vodní skok

E c c c E c řešení rovnice: přibližováním. krok: c E předpoklad přileléo vodnío skoku c = určení drué vzájemné loubk zjištění oddálení vodnío skoku výpočet Δ = ( - d ) návrový průtok n pro maximální rozdíl Δ max = ( - d ) max K4 HYV Vodní skok

Výpočet loubk vývaru návr loubk d d d při uvažování.5 oprava eneretické výšk průřezu - ke dnu vývaru E 0 = E + d pro n a E 0 přepočet c = posouzení mír vzdutí σ d d v případě nesplnění oprava návru d.05. K4 HYV Vodní skok 4

Výpočet délk vývaru L v L v - uvažována ke konci uzavíracío prau Délka vývaru podle Smetan L v = 6 ( - ) Pavlovskéo L v =.5 (.9 - ) Nováka L v = K ( - ) pro < / < 4 K = 5.5 4 < / < 6 K = 5.0 6 < / < 0 K = 4.5 / > 0 K = 4.0 K4 HYV Vodní skok 5

K4 HYV Vodní skok 6 Vývar pod stupněm ve dně v licoběžníkovém kortě délka vývaru = vzdálenost dopadu parsku + délka vodnío skoku t v L t t s L L L 0 dp vs dp v vs B B B 4 5 L délka vodnío skoku pro licoběžníkové korto B, B jsou šířk ladin před a za vodním skokem

K4 HYV Vodní skok 7 řešení iterací nebo s vužitím rafu Q E m B c c v c řešení vodnío skoku pro licoběžníkové korto m B m B Q m B m B Q V V V V výpočet zúžené loubk c rovnice vodnío skoku pro licoběžníkové korto řešení iterací

Prá ve dně Hdraulické řešení: návrový průtok n E 0 n m s 0 c K4 HYV Vodní skok 8

návr tvaru prau ( m p ), předpoklad zatopenéo přepadu n z 0 z f z E d z mp 0 iterační postup řešení 0 výška prau p / / 0 E p E 0 v posouzení vodnío skoku pod praem (zpravidla požadavek vzdutéo vodnío skoku) E cp p p d p poznámka σ z σ součinitel zatopení prau σ z součinitel mír vzdutí vodnío skoku σ K4 HYV Vodní skok 9

Kombinovaný vývar Užití: vcází-li vývar příliš luboký, nebo výška prau příliš velká Možné přístup k řešení: Varianta - volba výšk prau p výpočet loubk vývaru d Varianta - volba loubk vývaru d výpočet výšk prau p K4 HYV Vodní skok 0

návrový průtok n návr prau: p, m p K4 HYV Vodní skok d 0 z p z n 0 E z z f m Varianta p d p p cp 0 p E výpočet loubk vývaru d..05 v d E d s E / 0 / c 0 délka vývaru L n 0 m posouzení vodnío skoku pod praem (zpravidla požadavek vzdutéo vodnío skoku)

návrový průtok n návr loubk vývaru: d K4 HYV Vodní skok Varianta 0 p z n 0 0 / E p m v d E výpočet výšk prau p (po návru tvaru prau m p ) / c 0 d s E délka vývaru L d 0 z E z z f n 0 m posouzení vodnío skoku pod praem (zpravidla požadavek vzdutéo vodnío skoku) p d p p cp E

Řešení průběu ladin v otevřenýc kortec - při daném ustáleném průtoku Q K4 HYV Vodní skok

Pro daný průtok Q vřešení odpovídajícíc změn loubek na délce toku L vlastnímu numerickému řešení musí předcázet rozbor draulickýc jevů. v jednotlivýc částec úseku toku -je-li možné rovnoměrné proudění - určení loubk rovnoměrnéo proudění 0. určení kritické loubk - režimu proudění. určení potřebné loubk, kde je to možné (loubka c pod jezem, k nad stupněm ve dně, výška přepadovéo paprsku a vzdutá loubka nad pevným jezem, atp.) 4. určení polo a vzájemnýc loubek, vodnío skoku na přecodu z bstřinnéo proudění do říčnío K4 HYV Vodní skok 4

5. mezi loubkami rovnoměrnéo proudění a loubkami, které v určitýc profilec nastanou - řešení nerovnoměrnéo proudění délka L i 6. na zblé délce toku, kde není nerovnoměrné proudění proudění rovnoměrné 7. je-li zapotřebí tlumení kinetické enerie K4 HYV Vodní skok 5