Přílad 1 11. cvičení- vzrvé přílad Kruhvým prpustem průměru = 1, m s vlným výtem prtéá průt = m s -1. Vt je strhranný nerzšířený, sln dna i = 0,00. Vpčtěte hlubu vd před prpustem. Z tabul hdnt sučinitelů pr řešení prudění vtem d prpustu: = 0,, = 1, a = 0,90. Předpládejme prpuste s vlnu hladinu, s vlným vtem a vlným výtem. Kriticu hlubu je mžné spčítat např. pdle isina, neb Abbtta 1,0. g. 0,1 1, 1,0. 9,1.1, 0,1 1,0m 0, 0,. 1,0m 1/ 1/ 1, Jestliže pužijeme hdntu riticé hlub pdle isina, bude mít zúžená hluba za vtem hdntu c =. = 0,90. 1,0 = 0,9 m. Průtčnu plchu zúženéh průřezu je mžné najít s vužitím tabule pměrnéh plnění, neb lze pužít následující vztah, viz. br. 1 br. 1.0,9 1cs dud cs 1 1 0, 1, S dud se dstane =,6, Energeticá výša před prpustem E c 0,9 g S 19,6.0, 1.,16 c sin 1,7m 1,,6( 0,9 1,16m Nní je třeba věřit předplad vlnéh vtu, tj.. = 1,.1, = 1, E a je ted předplad vlnéh vtu splněn. ále je třeba psudit, zda-li nemůže djít zatpení vtu dlní vdu. Prtže hluba rvnměrnéh prudění b všla = 0,6 m (výpčet se neuvádí), platí c. Vt nemůže být zatpen ani při dluhém prpustu.
Přílad Psuďte hdraulicé chvání v ruhvém prpustu průměru = 1, m a slnu dna i = 0,01, jestliže jím prtéá průt = m s -1. Vt je strhranný nerzšířený a výt je vlný. Nejprve se vpčítá apacitní průt (tj. průt dpvídající rvnměrnému prudění vlné hladině při plném plnění prpustu) a prvná se s průtem zadaným =. / 1/. i =. 1, /. 0,01 1/ =, m s -1 m s -1 taže jde netlavé prudění. Předpládejme prudění vlné hladině se zahlceným vtem nevlivněným dlní vdu (výst zúžené hlub za vtem c =0.60 ). Výpčet energeticé výš před prpustem je mžné prvést ze zjedndušené rvnice 0,6 0,9 0,61.,0,9 1, E 1,m Nejprve se věří předplad zatpenéh vtu. Prtže E =., tj. 1, 1,. 1, = 1, m, je předplad zatpenéh vtu splněn. Nní se prvede psuzení prudění uvnitř prpustu. Vpčte se riticá hluba pdle isina a hluba rvnměrnéh prudění. 1,0. g. 0,1 1, 1,0. 9,1.1, 0,1 0,9m Z tabul pměrných hdnt ruhvéh průřezu se pr pměr / =/,=0,70 dstane pměr / = 0,61. Vnásbením průměrem ptrubí se vpčte hluba rvnměrnéh prudění = 0,61. 1, = 0,76 m. Pr zúženu hlubu za vtem platí c = 0,6. = 0,6. 1, = 0,7 m. Prtže se hluba rvnměrnéh prudění v prpustu rvná přibližně hlubce zúžené, 0,76 m 0,7 m, lze uvnitř prpustu předpládat hlubu rvnměrnéh prudění = 0,76 m. Přílad Kruhvým prpustem na br. se má prvést průt = 1, m s -1. Je dán sln dna i = 0,01. Navrhněte průměr prpustu a vpčítejte vzdutu hlubu před prpustem, je-li vt rzšířený ( = 1,). E? i 0, 01 br. i i
Předpládejme, že výt z prpustu bude vlný, cž je mžné zajistit za prpustem např. dpadním sluzem. Zvlme si prpuste s vlnu hladinu, ale se zahlceným vtem. Návrh průměru prpustu Z výrbníh prgramu železbetnvých trub se navrhne např. průměr = 0,0 m. Hdraulicý psude prpustu Energeticá výša před prpustem 1, 0,6. 0,9 0,6.0, 0,9 0, E 1,m Jestliže se zanedbá vliv přítvé rchlsti, pr hlubu před prpustem se dstane = E = 1, m. Je třeba věřit předplad zahlcenéh vtu. Prtže., tj. 1, 1,. 0, = 1,1 m, je předplad zahlcenéh vtu splněn. Nanec prvnáme zadaný průt s průtem apacitním / i.0, / 0,011,m s -1 1, m s -1. Tím jsme dázali prudění s vlnu hladinu. Přílad Betnvý prpuste ruhvéh průřezu s rzšířeným vtem má průměr = 1,0 m, délu L = m a sln dna i = 0. Vpčítejte hlubu vd před prpustem při průtu =, m s -1. Krt nad prpustem i za prpustem je stejné. Hluba dlní vd, resp. průřezvá rchlst, je d = 1, m, resp. V d = 1,1 ms -1. Sučinitel ztrát vtem uvažujte = 0,1. Vzhledem velé hlubce dlní vd předpládejme v prpustu tlavé prudění a zatpený výt. K psuzení zatpenéh výtu je třeba nejprve spčítat průřezvu rchlst v prpustu V S,,0ms 1. / Pdmína zatpenéh výtu je dána rvnicí min V d 1 V V 1,1,0 1,1 g d 9,1 = d - = 1,1-1 = 0, m 0,m
Prtže platí min, tj. 0, 0,, je předplad zatpenéh výtu splněn. Pněvadž sln prpustu je nulvý, je pdmína autmatic splněna a půjde tlavé prudění. Vpčte se energeticá výša průřezu před prpustem. Sln čár energie se určí pr betnvý pvrch (n = 0,01) např. ze Chézh rvnice (C = 7, pdle Pavlvséh), taže platí i E = 0,011 E i i L 1 E V g,0 19,6 0,0110.1 0,1 1,0 0, 0,1,99m min Nní se psudí pdmína zahlcení vtu. Prtže s dstatečnu přesnstí lze předpládat platnst = E (zanedbá se vliv rchlstní výš), p dsazení se dstane., tj. 1,99 1,, je předplad zatpenéh vtu splněn. Přílad Obdélnívým prpustem šíř b = m prtéá průt = 7, m s -1. Vt je strhranný a sluzem za prpustem je zajištěn, že vtvý průřez nebude vlivněn dlní vdu. Vpčítejte hlubu vd před prpustem a navrhněte sln dna ta, ab bl výše uvedený předplad splněn. Výša prpusu je dstatečná - nedjde zahlcení vtu. Hdnt sučinitelů pr daný tp vtu: = 0,, = 1,, resp. = 0,90. Ab bl mžné spčítat energeticu výšu před prpustem, je třeba nejprve určit zúženu hlubu a jí dpvídající průřezvu rchlst. Pr zúženu hlubu platí c =. a pr riticu hlubu q, 0,6m c = 0,9. 0,6 = 0,77 m g 9,1 Pr rchlst v zúženém paprsu se z rvnice ntinuit dstane V c = q/ c =,/0,77 =, m Energeticá výša před prpustem se vpčítá z upravené Bernullih rvnice E Vc, c 0,77 g 19,6.0, 1,1m Ab dšl zatpení vtu ze stran dlní vd, musela b být v blasti vtu hluba přibližně 1,1. = 1,1. 0,6 = 0,9 m. Prtže je výt vlný a vtvří se v něm v důsledu sluzu přibližně riticá hluba, musíme navrhnut sln dna ta, ab v prpustu bla hluba rvnměrnéh prudění maximálně = 0,9 m. Ze Chézh rvnice se pr rchlstní sučinitel pdle Manninga (předpládá se n = 0,00) dstane sln dna
n V / R 0,0,/0,9.0,9/.0,9 i / 0,007 Pud bude sln dna i 0,007, budeme mít pr vlný výt a libvlnu délu prpustu zajištěn, že vtvý průřez nebude dlní vdu vlivněn. Přílad 6 Kruhvým betnvým prpustem průměru = m a délce L = 1 m prtéá průt =,9 m s -1, viz. br.. Vt je strhranný nerzšířený, výt je vlný a sln dna prpustu je i = 0,009. Vpčtěte hlubu vd před prpustem (vliv ineticé energie přitéající vd se zanedbává) a psuďte, zda-li uvnitř prpustu nastane vdní s. Hlubu rvnměrnéh prudění v rtě za prpustem uvažujte hdntu d = 1,0 m, Manningův drsnstní sučinitel v prpustu má hdntu n = 0,01. Pr sučinitele týající se vtu d prpustu platí: = 0,, = 1, a = 0,90. Předpládejme prpuste s vlnu hladinu, s vlným vtem a vlným výtem. Kriticu hlubu je mžné spčítat pdle Abbtta 0, 1/ 0,.,9 0,9m 1/ Zúžená hluba za vtem má hdntu c =. = 0,90. 0,9 = 0, m. Průtčnu plchu zúženéh průřezu vpčteme ja v příladu 1, viz. br. 1.0, 1cs dud cs 1 1 0,, dud se dstane =,7 řiva druhých vzájemných hlube h E c = 0, m = 0,97 m řiva snížení = m = 0,9 m i = 0,009 L = 1 m br. d = 0,9 m S sin,7 0,9191,17m,9 Energeticá výša před prpustem: E c 0, 1,m g S 19,6.0, 1,17 c
Nní je třeba věřit předplad vlnéh vtu, tj.. = 1,. =, E a je ted předplad vlnéh vtu splněn. ále je třeba psudit, zda-li může v prpustu djít vdnímu su. Jestliže se zúžená hluba plží rvna první vzájemné hlubce, 1 = c = 0, m, dstane se druhá vzájemná hluba (výpčet se neuvádí) = 0,97 m. Z br. je patrné, že hluba za prpustem je všší, d = 1,0 m, a dí řivce snížení, terá b se v prpustu vtvřila je druhá vzájemná hluba zatpena, a tudíž vdní s vzninut nemůže. Z hlub d b se pčítala řiva snížení v říčním režimu prti směru prudění a v blasti vtu bchm dstali hlubu. K ní bchm pravili výpčet vzduté hlub před prpustem. V daném případě b se půvdní vzdutá hluba E = h = 1, m pratic nezměnila (výpčet se neuvádí). Přílad 7 Vpčtěte vzdutí H mstem při průtu = 10 m s -1. Krt před mstem je lichběžnívé se slnem svahů 1 : a se šířu ve dně b = m. Mstní tvr je bdélnívý stejné šířce b = m, ve dně mstu je nízý práh a bční řídla jsu pravúhlá. Při hlubce rvnměrnéh prudění = 1, m jde říční prudění. Crilisv čísl uvažujte hdntu = 1. Z tabul sučinitelů pr výpčet mstů (vužitím schématu přepadu přes širu runu) se pr tp dečtu hdnt sučinitelů = 0,6, = 0,7. Prtže zatím neznáme energeticu výšu před mstem, nemůžeme rzhdnut, zda-li půjde nednalý, neb dnalý přepad. Budeme např. předpládat nednalý přepad, zanedbáme malu výšu prahu, taže platí = h = d =. Ptm se vzpčítá úrveň čár energie před mstem 10 E 1, g b 19,6.0,6. 1,. 1,69m Nní je třeba věřit, zda-li je splněn předplad zatpení vtu dlní vdu, tj..e = 0,7. 1,69 = 1,7 1,0 Předpládejme zjedndušeně = E a vpčtěme v prvním přiblížení vliv přítvé rchlsti V g 1 g S 1 19,6 10 1.,69 1.,69 0,0m Prtže jde malu hdntu, nebudeme již další zpřesňvání prvádět a vjádří se hdnta vzdutí mstem V Hh E h g 1,690,01,00,16m