Wypływ z otworów, przelew
Wypływ z otworów
Podział otworów w zbiornikach:
a) niezatopione i zatopione
b) małe i du\
e
a) otwór nie zatopiony b) otwór zatopiony
Wypływ ustalony z małego otworu
Q
A1, v1, p1 Równanie Bernouulego
2
p
p1 v1 v2
z1 + + = z + +
� g 2 g � g 2 g
z1
H=z1-z2
A, v, p
z2 2
v1
H0 = H +
�g
�ł �ł
p1 - p
�ł �ł
v = 2g�ł H0 +
v = 2gH
�ł
� g
�ł łł
Wypływ ustalony z małego otworu
Q
A1, v1, p1 Wydatek wypływu:
Q = �A 2gH
z1
A, v, p
� - współczynnik wydatku
z2
Współczynnik wydatku zale\
y od wymiarów otworu, kształtu otworu, H oraz
poło\
enia otworu w zbiorniku. Wartości od 0.5 do 0.97
Podane równania obowiązują tylko dla wypływu ustalonego
Wypływ ustalony z du\
ego otworu
Dla du\
ego otworu obliczenie prędkości i wydatku wypływu jest bardziej
zło\
one, poniewa\
prędkości w poszczególnych punktach przekroju
poprzecznego otworu znacznie się między sobą ró\
nią.
Aby obliczyć wydatek du\
ego otworu nale\
y podzielić go na szereg małych
części a następnie zsumować otrzymane wyniki:
n
Q =
"dQ
1
Wypływ ustalony z małego zatopionego otworu
Q
A1, v1, p1
Równanie Bernouulego
2
p
p1 v1 v2
z1 + + = z + +
� g 2 g � g 2 g
z1
A, v, p
H=z1-z2
z2
2
v1
H0 = H +
b) otwór zatopiony
�g
v = 2gH
�ł �ł
p1 - p
�ł �ł
v = 2g�ł H0 +
�ł
� g
�ł łł
Q = �A 2gH
Wypływ ustalony z otworu częściowo zanurzonego
Otwór częściowo zanurzony to taki otwór, którego dolna krawędz
znajduje
się poni\
ej, a górna powy\
ej zwierciadła wody
Aby obliczyć wydatek otworu częściowo zanurzonego nale\
y podzielić go na
dwie części: zanurzoną i nie zanurzoną, obliczyć wydatek dla ka\
dej z nich
a następnie zsumować otrzymane wyniki:
Wypływ nieustalony
Je\
eli dopływ do zbiornika ró\
ni się od wypływu, zmienia się w nim poziom
cieczy, co powoduje zmianę wydatku w czasie. Je\
eli poziom wody opada,
wydatek maleje i odwrotnie.
Aby obliczyć wypływ ze zbiornika nale\
y
A1, v1, p1 podzielić go na wypływy o bardzo krótkim czasie
trwania "t a następnie zsumować
Aby obliczyć wypływ ze zbiornika nale\
y
"H
podzielić go na wypływy o bardzo krótkim czasie
H1
trwania "t a następnie zsumować
H2
Aby obliczyć czas w jakim poziom cieczy obni\
y
się z poziomu H1 do H2 nale\
y zastosować wzór:
A, v, p
2A1
t = H1 - H2
�A 2g
Przelew
Przelew to ta część przegrody ustawionej w korycie, ponad którą przelewa
się woda płynąca tym korytem. Ka\
da budowla piętrząca ma więc część
przelewową nad którą woda przedostaje się górą.
hp
a) o ostrej krawędzi
p
hp
b) o kształtach naturalnych
p
hp
c) o szerokiej koronie
p
Przelew
Przelewy o ostrej krawędzi i o kształtach praktycznych oblicza się jak
wydatek du\
ego otworu. Przelewy te mo\
na traktować jako du\
e otwory
sięgające górną krawędzią do poziomu wody w zbiorniku.
hp
2
p
Q = �Bhp 2ghp
3
�  współczynnik wydatku zale\
ny od kształtu przelewu, materiału,
usytuowania przelewu w korycie. Przyjmuje wartość między 0.60 a 0.85
Przelew
Przelewy o szerokiej koronie
a) niezatopiony
hp
Q = mBH 2gH
p
b) zatopiony
Q = �aB 2g(H - hp )
Ć, k, m  współczynniki wydatku zale\
ny od kształtu przelewu, materiału,
usytuowania przelewu w korycie.