Principe van hydraulische sprong en het gebruik ervan bij het ontwerpen van een ondoordringbare vloer
Lees dit artikel om meer te weten te komen over het principe van hydraulische sprong en het gebruik ervan bij het ontwerp van een ondoordringbare vloer.
In stuwen, regelaars en andere hydraulische structuren over of waardoorheen de stroom naar beneden gaat, is energiedissipatie een belangrijke overweging. Het vraagt om een passend ontwerp van stroomafwaartse werken zoals glooiende gletsjer, horizontale vloer of stortbak en andere energiedissipatoren. Ontwerp van deze werken omvat de bepaling van de hoogte van de horizontale vloer en de lengte van de ondoordringbare vloer of stortbak.
Deze dimensies kunnen worden uitgewerkt vanuit de kennis van de hydraulische springelementen, zoals pre- en post-jump energie van stroming, stromingsdiepte en kritische waterdiepte voor de gegeven intensiteit van af te voeren en energie die moet worden afgevoerd of verlies van het hoofd in hydraulische sprong.
Onder geschikte omstandigheden, wanneer een ondiepe stroom die beweegt met hoge of hyperkritische snelheid, een langzaam bewegende stroom van voldoende diepte ontmoet, vindt een abrupte stijging van het wateroppervlak plaats. Deze abrupte stijging wordt hydraulische sprong genoemd. Met andere woorden, hydraulische sprong in een open kanaal is een abrupte overgang van de waterdiepte Di
Waarbij D 1 - diepte voorafgaand aan de sprong
D 2 = diepte na de sprong (geconjugeerde diepte)
Ef 1 = totale energie van de stroming in het gedeelte vóór de sprong
Ef 2 = totale energie van de stroming in de sectie na de sprong
H L = verlies van de kop in de hydraulische sprong, of = de energie die moet worden afgevoerd
= Ef 1 - Ef 2 - hf
(hf wordt meestal verwaarloosd)
q = intensiteit van ontlading
g = versnelling als gevolg van de zwaartekracht
D C = kritische waterdiepte
Met de bekende waarden van q en H L is het nogal lastig om D 1, D 2, Ef 1, Ef 2 te vinden uit de bovenstaande vergelijkingen. De hulp van krommen kan worden genomen om berekeningen te vergemakkelijken. Blench heeft curves gemaakt om Ef 2 te geven voor verschillende waarden van H L en q, dit wordt gegeven in Fig. 19.9.
Om waarden van D 1 en D 2 te achterhalen geeft IS 4997 krommen in termen van dimensieloze parameters zoals K L / D C
D 2 / D 1 en D 1 / D C. Dus zodra Dc wordt berekend met de formule kan Dl worden uitgelezen uit de Dl / Dc-kromme gegeven in IS 4997. Onder gebruikmaking van deze waarde van D1 kan D2 ook worden berekend uit een andere D2 / Dl-kromme. De curven worden gegeven in Fig. 19.10.
Het nadeel van het gebruik van deze curve is dat elke fout die wordt begaan bij het vinden van D 1 door interpolatie, wordt weerspiegeld in de waarde van D 2 en dus in alle verdere berekeningen. Om overdracht van een dergelijke interpolatiefout te voorkomen, hebben twee CWC-ingenieurs, C. Chinnaswamy en E. Sundaraiya, twee afzonderlijke curven volgens hetzelfde principe opgesteld, maar hebben ze betrekking op een relatie tussen de verliesfactor (H L / D C ) en D 2 / D C en D C / D 1 respectievelijk. Deze curves kunnen worden gebruikt om de waarden van D 1 en D 2 met voordeel te achterhalen en worden gegeven in figuur 19.11.
Hier kan worden verduidelijkt dat de hydraulische sprong niet stabiel blijft op een gladde horizontale vloer en de neiging heeft om naar beneden te bewegen. Er kan zich een situatie voordoen waarin de hyperkritische diepte vóór de sprong kan heersen op de stroomafwaartse beschermingswerken en deze kan beschadigen. Om een dergelijke situatie te voorkomen, is hellend gletsjer aangebracht en wordt het tot een dergelijk niveau gedragen, m andere woorden het niveau van de horizontale vloer is zo gefixeerd, dat een stabiele hydraulische sprong wordt gevormd op het glacis en is opgenomen in de ondoordringbare horizontale pucca-vloer .
Het niveau of de hoogte van de horizontale vloer kan worden berekend door d / s specifieke energie (Ef 2 ) in mindering te brengen op de totale energielijn (TEL) of door D 2 van het d / s-waterniveau af te trekken. Het zorgt voor de vorming van hydraulische sprong op het glacis. Om een turbulentiestroom op de d / s te waarborgen, moet de lengte van de horizontaal ondoordringbare vloer gelijk zijn aan de lengte van de sprong. De spronglengte kan worden genomen als 5 maal het verschil van geconjugeerde diepten, dwz
Spronglengte L j = lengte van de horizontale, ondoordringbare vloer - 5 (D 2 - D 1 ) De lengte van het stille bassin kan worden verminderd door aan te brengen zoals getande dorpel, trechtervormige blokken, bekkenblok in het midden van het bassin, enz.
