Prinzip des hydraulischen Sprungs und dessen Verwendung bei der Gestaltung von undurchlässigen Böden
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über das Prinzip des hydraulischen Sprunges und dessen Verwendung bei der Konstruktion von undurchlässigen Böden.
In Wehre, Regulatoren und anderen hydraulischen Strukturen, durch die oder durch die Strömung fließt, ist die Energieableitung ein wichtiger Gesichtspunkt. Es erfordert eine geeignete Gestaltung von nachgelagerten Werken wie abfallenden Gletschern, horizontalen Böden oder Zisternen und anderen Energieverteilern. Die Gestaltung dieser Arbeiten beinhaltet die Bestimmung der Höhe des horizontalen Bodens und der Länge des undurchlässigen Bodens oder der Zisterne.
Diese Dimensionen können aus der Kenntnis der hydraulischen Sprungelemente wie Vor- und Nachsprung-Energie der Strömung, der Strömungstiefe und der kritischen Wassertiefe für die gegebene Intensität der Abgabe und der abzuleitenden Energie oder des Druckverlusts beim hydraulischen Sprung errechnet werden.
Unter geeigneten Bedingungen, wenn ein flacher Strom, der sich mit hoher oder überkritischer Geschwindigkeit bewegt, auf einen sich langsam bewegenden Fluss ausreichender Tiefe trifft, erfolgt ein abrupter Anstieg der Wasseroberfläche. Dieser abrupte Anstieg wird als hydraulischer Sprung bezeichnet. Mit anderen Worten ist der hydraulische Sprung in einem offenen Kanal ein abrupter Übergang von der Wassertiefe D 1
Wo D 1 - Tiefe vor dem Sprung
D 2 = Tiefe nach dem Sprung (konjugierte Tiefe)
Ef 1 = Gesamtenergie des Flusses am Abschnitt vor dem Sprung
Ef 2 = Gesamtenergie des Flusses am Abschnitt nach dem Sprung
H L = Kopfverlust im hydraulischen Sprung oder = abzuführende Energie
= Ef 1 - Ef 2 - hf
(hf wird normalerweise vernachlässigt)
q = Intensität der Entladung
g = Erdbeschleunigung
D C = kritische Wassertiefe
Mit den bekannten Werten von q und H L ist es ziemlich umständlich, aus den obigen Gleichungen D 1, D 2, Ef 1, Ef 2 zu ermitteln . Mit Hilfe von Kurven können Berechnungen vereinfacht werden. Blench hat Kurven erstellt, um Ef 2 für verschiedene Werte von H L und q zu erhalten. Dies ist in Abb. 19.9 dargestellt.
Um die Werte von D 1 und D 2 herauszufinden, gibt IS 4997 Kurven als dimensionslose Parameter wie K L / D C an
D 2 / D 1 und D 1 / D C. Sobald also D C aus der Formel berechnet wird, kann D 1 aus der in IS 4997 angegebenen D 1 / D C -Kurve abgelesen werden. Unter Verwendung dieses Wertes von D 1 kann D 2 auch aus einer anderen D 2 / D 1 -Kurve berechnet werden. Die Kurven sind in Abb. 19.10 angegeben.
Der Nachteil der Verwendung dieser Kurve besteht darin, dass jeder Fehler, der bei der Ermittlung von D 1 durch Interpolation begangen wird, sich im Wert von D 2 und somit in allen weiteren Berechnungen widerspiegelt. Um die Übertragung eines solchen Interpolationsfehlers zu vermeiden, haben die beiden CWC-Ingenieure C. Chinnaswamy und E. Sundaraiya nach dem gleichen Prinzip zwei separate Kurven erstellt, die jedoch eine Beziehung zwischen dem Kopfverlustfaktor (H L / D C ) und D 2 / D C und D C herstellen / D 1 . Diese Kurven können zur Ermittlung der Werte von D 1 und D 2 mit Nutzen herangezogen werden und sind in Abb. 19.11 dargestellt.
Es kann hier klargestellt werden, dass der hydraulische Sprung auf glattem horizontalen Boden nicht stabil bleibt und dazu neigt, sich nach unten zu bewegen. Es kann vorkommen, dass die überkritische Tiefe vor dem Absprung auf den nachgelagerten Schutzwerken vorherrscht und diese beschädigt. Um eine solche Situation zu vermeiden, ist eine abfallende Gletscheroberfläche vorgesehen und wird bis zu einem solchen Niveau befördert, mit anderen Worten, die Ebene des horizontalen Bodens ist so festgelegt, dass ein stabiler hydraulischer Sprung auf der Glacis gebildet wird und innerhalb des undurchlässigen horizontalen Pucca-Bodens enthalten ist .
Das Niveau oder die Höhe des horizontalen Bodens kann berechnet werden, indem entweder die d / s-spezifische Energie (Ef 2 ) von der Gesamtenergielinie (TEL) von d / s oder der D 2 vom Wasserstand von d / s abgezogen wird. Es sorgt für die Bildung von hydraulischen Sprüngen auf der Glacis. Um eine turbulenzfreie Strömung der d / s zu gewährleisten, sollte die Länge des horizontal undurchlässigen Bodens der Sprunglänge entsprechen. Die Sprungslänge kann als 5-fache Differenz der konjugierten Tiefen angenommen werden, dh
Sprunglänge L j = Länge des horizontalen undurchlässigen Bodens - 5 (D 2 - D 1 ) Die Länge des Auffangbeckens kann reduziert werden, indem Hilfsmittel wie verzahnte Fensterbank, Rutschblöcke, Beckenblock in der Mitte des Beckens usw. bereitgestellt werden.
