WZÓR CHEZY V=C√(Rh*io). V-pred.śred. C-wsp.szorstkośći(zależy od szorstkości łożyska kanału i od napełnienia kan.) Rh -promień hydraul. io -spadek dna. Chezy stwierdził ze naprężenia denne (przy przepływie turbul bez wpływu wiatru)jest proporcjonalne do kwadrat prędko średniej przy czym współ proporcjonalności jest zależny od charakterystyki koryta i jego napełnienia. Wprowadzenie:τd=(ρgv2 )/C 2 podst.do ρgio+τ p\h - τd/Rh=0 τp=0. RUCH SPOKOJNY(NADKRYT) h>hkr,Fr<1,v<vkr W ruchu nadkryt dominuje energ potencjal strumienia, prędkości małe i głębokości znaczne. Wyst w rzekach. R.KRYT.h=hkr,Fr=1,v=vkr Ruch krytyczny stanowi granicę miedzy r.spok. i r.rwą. Przepływ energii=const to=max, Q=const to E=min. Fr=v/√g*hkr R.RWĄCY(PODKRYT) h<hkr.,Fr>1,v>vkr. W r.podkry panuje energ kinet, znaczne prędkości przy niewielkich głębokościach. Prędk. ta powoduje rozmywanie koryt, co stanowi niebezpieczeństwo dla budowli hydraulicz. Wyst w rzekach górskich gdzie dna koryta są pokryte kamieniami,które przeciwdziałają rozmywaniu. ODSKOK HYDRA to przejście z ruchu podkryt. w nadkryt., który odbywa się przez przerwanie ciągłości zwierciadła wody. ODSKOK BIDONEA-Przejście z ruchu podkrytycz w nadkrytycz odbywa się przez strefę nieciągłości zw wody. Powstaje strefa silnych zaburzeń pochłaniających dużo energii, a głębokość tej strefy gwałtownie wzrasta. Ma miejsce poniżej zapór, przelewów. Obl odskoku sprowadza się do wyznaczenia głębokości sprzężonej h1,h2 oraz dług. odsk. Rodzaje odsk.~ zafalowany Fr<1;1,8) ~ słabyFr<1,8; 2.5) ~ oscylującyFr<2,5;4,5)~ trwałyFr>4,5.CHARAKTERYSTYK. OŚRODKA POROWATEGO.Składa się z ogromnej liczby mniejszych lub większych ziaren ciała stałego, nie przylegających ściśle do siebie. Przestrzenie tworzą kanaliki porów przez który może filtrować płyn. Są dwie strefy:1)aeracji,wypełniona gazem 2)saturacji, wypeł wodą. Osrodek może być:a)izotropowy-utworzony z ziaren o jednakowym, zwartym kształcie b)anizotropowy-utworzony z elementów wykonujących zmienność w przestrzeni, porowatość wzdłuż różnych kierunków może się zmieniać. Filtracja właściwa:a)porowatość podstawowy parametr charakrer. ośrod. porow.n-wsp.porow. objętościowej n=lim ΔV→ΔVg ΔVp/ΔV ;ΔVp-obj.porów w próbce;ΔV-obj.całej próbki.b)poro.powierzchniowa-graniczna wartość stosunku powierzchni porów w skale ΔSpx do powierzchni całej próbki ΔSx. nx=lim ΔSx→ΔSgx ΔSpx/ΔSx c) por. efektywna stosunek obj. porów czynnych w czasie przepływu wody do obj. całej skały. ne=lim Δv→ΔVg ΔVoc/ΔV d) odsączalność- zdolność skały do oddawania wody wolnej. Woc=lim ΔV→ΔVg ΔVe/ΔV ZAŁ. DUPUITA.1)Polega na wprowadzeniu modelu jednokierunkowego, uśrednionego(przepł. uśred.- nieustalony). Należy uśrednić pole prędkości względem zmiennej pionowej. 2) Polega na pominięciu powierz. przesączalności i przyjęciu zeskoku hydrau.(ΔS=0). W ruchu uśrednionym względem pionu potencjał filtr. jest jednoznacznie określony przez ciśnienie zewnętrzne(atmos.) oraz rzędnej swobodnej powierzchni warstwy filtr cieczy. WSPÓŁ.FILTRACJI jest miarą zdolności ośrodka porowatego do przewodzenia wody. Ma miano prędkości. Zależy od:-porowatości ośrodka n -miarodajnej śred. ziaren dm - właściwości filtr. płynu ρ,μ -przyciągania ziemskiego g. k=(Cgnd2mρ)/μ. Metoda wyzn k: 1.teoretyczna oparta na wzorach empirycznych 2.doświadczalna za pomocą parametrów 3.polowa za pomocą pompowań próbnych w war filt ustalonej. PRAWO DARCY. Jest to specyficzna dla teorii filtr wersia prawa zachow. pędu teoria .D stwierdza, ze strumień jednostkowy wody (Q/F=μf) jest liniową f-cją spadku hydrau określonego jako iloraz różnicy rzędnych linii ciśnień Δμ przez dyskretne Δl , na którym ta różnica występuje. μf=Q/F= -k{Δμ}/Δl gdzie k współ. proporcjonalności współ, przewodności lub współ. filtracji. Stwierdził że filtracja jest liniową funkcją trójmianu Bernouliego. RÓWN. CIĄGŁOŚCI W WĘŻLE (dla przepływu nieustalonego) miejsce w których łączą się tworzące sieć odcinki kanałów otwartych lub strumienie dopływające z sieci nazywamy węzłami Σ Qdopł - ΣQodpł = dV/dt dla zbior oznacza to że suma dopływów do węzła różni się w każdej chwili od sumy odpływów odmienną w czasie objętości cieczy zawartej w wężle. (dla przepływu ustalonego) ΣQdopł =ΣQodpł POJĘCIE WĘZŁA W SIECI PRZEWODÓW Retencja zdolność do gromadzenia pewnej ilości cieczy w układzie. Węzeł - miejsce w którym łączą się tworzące sieć odcinkó otwartych oraz strumienie odpływające lub dopływające. Typy połączeń: 1) węzły punktowe - obszar wyznaczony przez skrajne przekroje łączących się strumieni jest tak niewielki, czas transformacji strum, dopływ, i strum, odpływ, jest pomijalnie krótki. Węzły punkt, charakteryzuje mała retencja. 2) Zbiorniki - między skrajnymi przekrojami łączących się kanałów występuje znaczny obszar wypełniony cieczą, czas transformacji nie może być pominięty. Cechuje się dużą retencją. LEWAR to wygięty łączący dwa naczynia przewód, kanał zamknięty lub rurociąg którym przepływa woda nad przeszkodą dzięki różnicy poziomów wody po obu stronach przeszkody. Ciecz może przepływać z naczynia położonego wyżej do położ, niżej. Aby powstał ruch w lewarze wystarczy aby rura lewara została całkowicie wypełniona wodą. SYFON kanał zamknięty lub rurociąg którym przepływa woda pod przeszkodą dzięki różnicy poziomów wody po obu stronach przeszkody. Wygięty w literę U odcinek rurociągu ułożony pod dnem rzeki lub kanału. Wygięty odcinek przewodu odpływowego urządzeń kanalizacyjnych. Zatrzymujący warstwę wody niezbędnej wysokości zapobiegającej przenikania gazu. PRZEPŁYW PRZEZ KNFUZOR przewód lub jego odcinek którym prędkość przepływającego płynu rośnie, kosztem spadku ciśnienia, przewód zmienia średnicę z większej na mniejszą. DYFUZOR odpowiednio ukształtowany kanał, w którym w skutek zmiany przekroju poprzecznego wzrasta ciśnienie kosztem spadku energii kinet.(rozszerzenie). WARUNKI DOBORU POMP pompa - maszyna przepływowa która dostarcza przepływającej przez nią cieczy energii mech. Dobieramy pompy w zależności od stałej prędkości obrotowej i tego jaki chcemy uzyskać wydatek i ciśnienie. Warunek: jest znajomość ich charakterystyk. Parametrem charakter, dany wirnik jest prędkość specyficzna - jest to prędkość kątowa wirnika pompy, wyrażona jako liczba obrotów na minutę przy której pompa tłoczy wydatek na wysokość jednego metra. Zależność zachodząca między wydatkiem a manometryczną wysokością podnoszenia. Łączenie pomp:1) szeregowo (wydatek taki sam ,wysokości sumujemy) 2) równolegle (wydatki sumujemy, wysokość taka sama). SPOSOBY OBLICZEŃ SIECI (met. Crossa) 1)-wykorzystuje równanie ciągłości przepływu w każdym węźle ΣQdopł=ΣQodpł oraz warunek że suma rzędnych zwierciadła wody w obwodzi zamkniętym = 0. Sposób postępowania :1) przyjmujemy dowolne wartości przepływów Qi w odcinkach każdego z pierścieni, jako pierwsze przybliżenie. Jeżeli kier, jest niezgodny z kier, ruchu wskazówek zegara dopisujemy (-), 2) dla każdego odcinka obliczamy różnicę skrajnych rzędnych zw wody ΔZpi , 3) sumujemy ΔZpi dla każdego obwodu jeżeli wynik z wystarczającą dokładnością spełnia warunek Σ ΔZpi =0 akceptujemy zestaw wartości Qi jako dobre przybliżenie rzecz wydatków. 4) jeżeli warunek Σ ΔZpi =0 nie jest spełniony obliczamy dla każdego odcinka poprawkę wydatku ΔQ. 5) dodajemy ΔQ i Qi otrzymujemy kolejne przybliżenie i wracamy do pk.2 powtarzając cykl. Sieć - system odcinków kanałów otwartych które mogą tworzyć obiegi : 1) zamknięte (cieć pierścieniowa), 2) otwarte (sieć rozgałęziona).RÓWNANIE KRZYWEJ SPIĘTRZENIA jest to charakterystyczny układ zw wody wywołany w wyniku spiętrzenia wody ponad głębokość kryt, w końcowym przekroju danego kanału którym płynie strumień wody o stałym Q przy spadku dna < od spadku krytycznego. Wyznaczenie KS obliczenie głębokości dla różnych przekrojów na długości kanału można wykonać poprzez obliczenie kolejnych wartości od jednego przekroju do drugiego. Przyjmując określony poziom porównawczy, stosując równanie Ber. z1+h1+(αv12/2g) = z2+h2+(αv22/2g)+Δhstr z1+h1=H1, z2+h2=H2, H1-wys linii energii H1=H2+hstr, I=0,5(I1+I2) H1-(H2+I*Δx)=0 CHARAKTER PRZEPŁYWU W RUCHU JEDNOSTAJNYM uśrednione zmienne przepływu nie zależą od czasu ani od zmiennych przestrzennych. W takim przepływie decydują siły: 1) podłużna (skierowana wzdłuż koryta) składowa siły ciężkości, 2) wypadkowa siła powierzchniowa działająca na pobocznicę strumienia. Mogą one mieć różny wpływ na ciecz (różne znaki) gdy rzędne koryta maleją składowa grawitacji jest czynnikiem napędzającym ciecz, powierz ma charakter siły oporu równoważących grawitację. Gdy dno łożyska wznosi się wzdłuż kierunku ruchu skład graw przeciwdziała przepływowi,a czynn napędzającym jest wypadkowa siły powierz. Długośc koryta musi przekraczać długość odcinka początkowego. S*v=Q=const Różne kształty obwodu tej samej powierz S ozn. rózne długości poszczególnych odcinków tego obwodu. Dla zmiennego kształtu strumienia w każdym przekroju inny byłby spadek dna oraz naprężenie powierz. PRZEPŁYW PODŁUŻNY-NIEWIADOME ruch jednokierunkowy i jednowymiarowy, gdy wektor prędkości ma jedną niezerową składową wzdłuż tej samej osi układu odniesienia, która określa zmienną niezależną.Rów. zach masy∂ρ /∂t+∂(ρux)/∂x=0 Rów. zach. pędu ρ(∂ux/∂t)+ρ ρux(∂ux/∂t)=ρfx- ∂p/∂x+1/3μ(∂2ux/∂x2) Rów. stanu ρ=ρ(...) Z tych rów otrzymujemy układ 3 rów skalarnych,zamkniętych ze wzg na 3 skalarne zmienne zależne:ux,p,ρ.Te infor opisują przepływ podłużny. RÓW ZACHOW PĘDU DLA MODELU PODŁUŻNEGO ∂p/∂x-niezmienne w przekroju poprzecznym ∂h/∂x-zienia się w niewielkim stopiu,więc jest pomijalne Ux-śr podłużnej odchyłki prękości Io-spadek dna L-obwód przekroju poprzecznego τ-naprężenie ∂v/∂t+∂v/∂x+(1/ρ)*∂p/∂x+ρ∂h/∂x=gi0 +(1/ρ)*dτxx/∂x+Σi=1 (τ0i*Ci)/ρs+1/s*(∂Λxx/∂x) RÓW ZACHOW MASY DLA MODELU PODŁUŻNEGO-Zgodnie z def. przepływu podłużnego charakteryzowany jest on tylko przez jedną składową wektora prędkości uśrednioną w przekroju strumienia płynu. Dla cieczy o stałej gęstości dir u=∂Ux/∂x+∂Uy/∂y+∂Uz/∂z=0. Dla przepływu podłużnego ∂s/∂t+∂(Sv)/∂x=ql ql-dopływ boczny odniesiony do jednostki długości strumienia W kanale o stałej szerokości swobodnego zwierciadła ∂h/∂t+∂(hv)/∂x=Wb Wb-dopływ boczny odniesiony do jednostki swobodnej powierz. W kanale prost głębokość średnia h jest równa stałej w przekroju poprzecznym głębokości rzeczyw H ∂H/∂t+∂(Hv)/∂x=Wb RÓW BERN DLA CIECZY NIELEPK-jest szczególną całką równania Naviera-Stokesa, która wyraża warunki stałości trójmianu Ber. Wyraża bilans energii mech przepływu jak również i to że suma energii kin i energii pot ciśnienia oraz położenie jest dla cieczy nielepkiej i barotropowej w poten polu sił masowych stała. Zał: 1. płyn nielepki μ=0 2.przepływ ustalony (ustalony w czasie) 3.pole sił masowych jest poten (istnieje pole skalarne, którego gradient określa gęstość rozkładu sił masowych f ;pole to naz poten siły masowej f=-grad π 4.ciecz jest barotropowa (zmiana gęstości może być spowodowana jedynie zmianą ciśnienia). RÓW BERN DLA CIECZY LEPK- Wartość trójmnianu Ber. nie jest stała-maleje wzdłuż linii prądu. Następuje zamiana energii mech w cieplną wywołana pracą naprężeń spowodowanych lepkością wzdłuż drogi przepływu. Zmiana ma ścisły zw. z rozkładem prędkości wprowadzono empiryczny współczynnik strat λ który zależy od liczby Re i chropowatości ścianek przewodu. Zał:1.przepływ ustalony ∂/∂t=0 2.pole sił masowych jest poten f=grad 3.ciecz jest barotropowa 4. ciecz posiada lepkość μ≠0 z1+(p1/γ)+(αv12/2g) = z2+(p2/γ)+(αv22/2g)+Δhstr WSPÓŁ STRAT WG NIKURADSEGO- Gdy znamy chropowatość danego przewodu i jego średnice możemy określić chropowatość względna przewodu a następnie za pomocą wykresu sporządzonego przez Nikuradsego na podstawie obserwacji zjawisk wywołanych chropowatością przewodów kołowych można określić wartość współczynnika λ,który uwzględniany jest przy obliczaniu strat na długości Δh=λ*(L/D)*(v2/2g). Wykres Nikuradsego jest to tzw. harfa Nikuradsego, wyraża ona zależność λ od liczby Re. Ruch lam λ=f(Re), ruch przejściowy ε-chropowatość względna λ=f(Re,ε),ruch turb λ=f(ε),ε=Ks/d. OBL STRAT W RUROCIĄGU-W przepływach płynów rzeczywistych obserwujemy straty energii mech spowodowane oporami tarcia. Dwa typy strat energii mech:1.straty na długości przewodu(proporcjonalne do długości przewodu) Δh=λ*(L/D)*(v2/2g) λ-wsp. oporów liniowych, Ruch lam λ=f(Re) λ=64/Re, ruch przejściowy λ=f(Re,ε),ruch turbu λ=f(ε),ε=Ks/d. 2.straty lokalne powodowane nagłymi zmianami parametrów strumienia cieczy Σhstr=ε*(v2/2g) ε-wsp.strat lokalnych, v-prędkość za przeszkodą. NAPRĘŻENIA STYCZNE W RUROCIĄGACH- do granicy obszaru daje się wyznaczyć przez pochodną prędkości stycznej w kierunku normalnym do tej granicy τs=(μ+μT)*(∂vsr/∂h). Jeżeli brzeg ma charakter ścianki sztywnej, tłumiącej turbulentnie fluktuacje prędkości to μr=0⇒τs=μ*(∂vsr/∂h). (∂vsr/∂h) oblicza się: rozdzielenie obwodu L przekroju s na odcinki Δs wzdłuż których można się spodziewać stosunkowo stałych wartości μ oraz normalnej pochodnej prędkości. UDERZENIE HYDRAULICZNE- Zjawisko polegające na powstawaniu i rozchodzeniu się fal ciśnienia. Jest widoczne w dużym stopniu przy nagłych zmianach przepływu. W niestacjonarnych przepływach powstaje pod wpływem nagłego zamknięcia lub przymknięcia rury. Powstaje wówczas zjawisko gwałtownego przyrostu ciśnienia w miejscu zamknięcia rurociągu i rozprzestrzenienia się fali ciśnienia w górę przepływu Jednocześnie w dół unosi się fala obniżonego ciśnienia. OTWORY ZATOP I NIEZATOP- Otwór w ściankach ograniczających obszary wypełnione cieczą, które umożliwiają wypływ tej cieczy poza obszar, otwór jest wtedy gdy całe światło otworu od wew. strony ścianki jest przykryte cieczą. Otwór niezatop-gdy ciecz wypływa przez otwór jako strumień swobodny. Otwór zatop- gdy strumień wypływa do obszaru wypełnionego cieczą, prędkość zależy od różnicy wys w zbiorniku, a nie zależy od położenia otworu, prędkość jest stała w każdym punkcie. Każdy otwór zatopiony jest mały. Otwór częściowo zatop- gdy po stronie zew dolna część światła otworu jest przykryta cieczą a górna kontaktuje się z powietrzem. WYMIAROWANIE OTWORÓW-Każdy otwór możemy traktować jako mały. Ilościowe określenie jego charakteru wymaga obl wydatku. Wydatek otworu obliczamy jako całkę pola prędkości po przekroju poprzecznym strumienia. Gdy wysokość otworu hw=zg-zd nie przekracza ¼ zagłębienia jego środka ciężkości, prędkość v2 jest stałą funkcją zmiennej to wtedy otwór naz małym. Posługujemy się rów Ber wyprowadzając empiryczny współ wydatku otworu. Zakładamy, że otwór jest duży, rozkład ciśnień hydrostatyczny, prostokątny rozkład prędkości. CZYM SIĘ RÓŻNI OTWÓR MAŁY OD DUŻEGO- Otwór mały-można przyjąć że prędkość w każdym punkcie pola pow otworu jest taka sama czyli nie zmienia się. Nie uwzględnia się zmienności pola prędkości. Otwór duży- pole prędkości wypływającej cieczy jest zmienne w świetle otworów-prędkość jest inna w każdym punkcie pola pow. otworu czyli uwzględnia się zmienność pola. WSPÓŁ WYDATKU DLA OTWORU- wyzn doświadczalnie. μ= ϕ*ε gdzie: ϕ-wsp. prędkości, ε-wsp. dławienia. ϕ=√1/1+E gdzie E-wsp.strat na wlocie. Zależy od: wlk otworu, ciśnienia, sposobu wykonania krawędzi, zatopienia otworu, lepkości wypływającej cieczy. Dla otworów małych μ=0,62. Dla dużych: krawędż ostra 0,65 ,zaokrąglona 0,825, pokryta z dnem 0,675. Współczynnik wydatku możemy obl μ=Q/(F*√2gH). TYPY PRZELEWÓW- ze względów na 1.na kształt otworu poprzecznego-prostokątne, trójkątne, kołowe, trapezowe 2.na kształt przekroju podłużnego-o ostrej koronie, o kształtach praktycznych, o szerokiej koronie 3.na warunki pracy-niezatop(swobodny, nieswobodny), zatop 4.na szerokośc przelewu w stosunku do szerokości kanału-bez dławienia bocznego, z dławieniem bocznym 5.na położenie krawędzi przelewu w stosunku do kierunku przepływu w kanale-proste, ukośne, krzywoliniowe, boczne. PRZELEWY BOCZNE- Qb=Qo-Qk Równanie ciągłości Qo=Qk+qb*L Wydatek zastępczy do obl strat Qz=Qk+0,55*qb*L.To przelew utworzony przez wycięcie wykonane w bocznej ścianie koryta, jest to więc przelew podłużny równoległy do zasadniczego kierunku strugi cieczy płynącej w korycie. Stosuje się go przy przewodach kanal dla odprowadzenia na bok części ścieków płynących kanałem Q=2/3μσbocz*b*H3/2*√2g WYMIAROWANIE PRZELEWÓW-Podstawową wiadomością do wymiarowania przelewów jest wydatek strumienia -liczba jednostek danej wielkości, która przemieszcza się przez powierzchnie w jednosce czasu. Do wyznaczenia parametrów hydraulicznych korzystamy z równania Ber. Przyjmujemy układ linii prądu ustalonego przepływu w rejonie przelewu z1+(p1/γ)+(αv12/2g) = z2+(p2/γ)+(αv22/2g)+Δhstr . Dla każdej wyznaczonej linii prądu piszemy rów Ber. Gdy je scałkujemy otrzymamy profil prędkości przepływu nad krawędzią przelewu. W ten sposób otrzymujemy poszukiwany wydatek Q=∫ v2 ds. Q=∫ ϕB(z2)α√v12+2g(H-z1) dz2. Gdy B=0 to v=0 i Q=2/3*μB*h3/2√2g Dla otrzymania dokładniejszej wartości Q wprowadzamy empiryczny wsp. wydatku. DŁAWIENIE BOCZNE W PRZELEWACH-W przypadku tego przelewu występuje zjawisko kontreakcji-załamania się strumienia cieczy na ściankach przepływu. Jest to stosunek szer przelewu do szer kanału b<B wtedy wyst dławienie boczne. ZWĘŻKA VENTURIEGO-posiada 3 części: konfuzor-zmniejsza się szer, krótki odcinek o małej średnicy, dyfuzor-zwiększa się szer. Służy do pomiaru natężenia przepływu w przewodach pod ciśnieniem. Powoduje zmianę energii poten w kinet oraz powstaniu szeregu zaburzeń podczas przepływu. W wyniku czego powstają straty energii, co umożliwia określenie rzecz wydatku przepływu. Cechowanie polega na określeniu parametrów, które charakteryzują daną zwężkę na innym urządzeniu i określenie współ przelewu α,który uwzględnia nierównomierny rozkład prędkości w przekroju strumienia, różnicę miedzy ciśnieniem piezometrycznym na ściankach a w osi przewodu, straty ciśnienia spowodowane zawirowaniami przed i za zwężką. QT=F1v1=(πd2)/4√2g/(n2-1)*√Δh. SCHEMATYZACJA KANAŁÓW OTWARTYCH-zastąpienie rzecz parametrów przez pewne wlk uśrednione. Ze względu na charakterystykę geom-fiz kanały dzielimy na:1.regularne-kanały o jednakowym kształcie przekroju poprzecznego zwane pryzmatycznymi oraz o niezmiennych właściwościach fiz wzdłuż przekroju 2. nieregularne-kanał ma przekrój pryzmatyczny ale wykazuje zmienną charakterystykę wzdłuż swej osi lub gdy zmianie ulega kształt kanału a.naturalne(rzeki,potoki) b.sztuczne(kanały melioracyjne). Brak regularności jest kłopotliwą cechą kanału, komplikuje proces wyznaczania charakterystyki przepływu. Gdy zmienność parametrów jest nie duża, zaniedbuje się ją, traktując kanał jako regularny. Często wykorzystuje się zastępczy kanał regularny, którego parametry są uśrednionymi parametrami kanału rzeczywistego, nieregularnego. Uśrednione parametry: kształt koryta, współ szorstkości, spadek dna koryta. KRZYWE WYDATKU I PRĘDKOŚCI DLA KORYT OTWARTYCH-f1(h/H)=v1/v10, f2(h/H)=Q1/Q10 gdzie v1iQ1-prędkośc średnia i wydatek przy spadku dna i współczynniku szorstkości równym 1 a zmiennym napełnieniu h. Korzystanie z tych krzywych wymaga znajomości prędkości i wydatku dla napełnienia max v10,Q10. Prędkość i wydatek obl się z relacji: v=1/n*Rh2/3*lo1/2,Q=v*s=1/n*Rh2/3*lo1/2*s. NAPRĘŻENIA DENNE W KANAŁACH OTWARTYCH-W ruchu płaskim wektor naprężenia dennego obl się z uogólnionych wzorów jednowymiarowych. Dla przepływu nie podlegającemu wpływowi wiatru:r.lam τd=(3μ/H)*v, r. burz. τd=(ςg/c2)*|v|*v. C-współ szorstkości obl się z tych samych wzorów co w modelu podłużnym c=1/n*H1/6. Naprężenia denne wyrażamy spadkiem hydraulicznym if=-grad BT(x,y). Dla przepływu podlegającemu wpływowi wiatru r. lam τd=((3μ/H)*v)-τp/2 r.burz. τd=(ςg/c2)*|v|*v-βτp. CHARAKTERYSTYKA PRZEPŁYWU W KORYCIE OTWARTYM- Ze wzg na charakt geom-fizyczną 1.regularne, 2.nieregularne. Przepływ, położenie dna i szerokość zmienia się w czasie. Kształt naturalnego koryta rzecznego opisywany jest przez skończoną liczbę przekrojów poprzecznych. Rzeczyw postać obwodu zwilżonego jest w każdym przekroju aproksymowana liczbą Tamana. Rzeczyw parametry koryta zastępowane są przez wlk uśrednione. Proces uśrednienia to schematyzacja koryta.
WZÓR CHEZY V=C√(Rh*io). V-pred.śred. C-wsp.szorstkośći(zależy od szorstkości łożyska kanału i od napełnienia kan.) Rh -promień hydraul. io -spadek dna. Chezy stwierdził ze naprężenia denne (przy przepływie turbul bez wpływu wiatru)jest proporcjonalne do kwadrat prędko średniej przy czym współ proporcjonalności jest zależny od charakterystyki koryta i jego napełnienia. Wprowadzenie:τd=(ρgv2 )/C 2 podst.do ρgio+τ p\h - τd/Rh=0 τp=0. RUCH SPOKOJNY(NADKRYT) h>hkr,Fr<1,v<vkr W ruchu nadkryt dominuje energ potencjal strumienia, prędkości małe i głębokości znaczne. Wyst w rzekach. R.KRYT.h=hkr,Fr=1,v=vkr Ruch krytyczny stanowi granicę miedzy r.spok. i r.rwą. Przepływ energii=const to=max, Q=const to E=min. Fr=v/√g*hkr R.RWĄCY(PODKRYT) h<hkr.,Fr>1,v>vkr. W r.podkry panuje energ kinet, znaczne prędkości przy niewielkich głębokościach. Prędk. ta powoduje rozmywanie koryt, co stanowi niebezpieczeństwo dla budowli hydraulicz. Wyst w rzekach górskich gdzie dna koryta są pokryte kamieniami,które przeciwdziałają rozmywaniu. ODSKOK HYDRA to przejście z ruchu podkryt. w nadkryt., który odbywa się przez przerwanie ciągłości zwierciadła wody. ODSKOK BIDONEA-Przejście z ruchu podkrytycz w nadkrytycz odbywa się przez strefę nieciągłości zw wody. Powstaje strefa silnych zaburzeń pochłaniających dużo energii, a głębokość tej strefy gwałtownie wzrasta. Ma miejsce poniżej zapór, przelewów. Obl odskoku sprowadza się do wyznaczenia głębokości sprzężonej h1,h2 oraz dług. odsk. Rodzaje odsk.~ zafalowany Fr<1;1,8) ~ słabyFr<1,8; 2.5) ~ oscylującyFr<2,5;4,5)~ trwałyFr>4,5.CHARAKTERYSTYK. OŚRODKA POROWATEGO.Składa się z ogromnej liczby mniejszych lub większych ziaren ciała stałego, nie przylegających ściśle do siebie. Przestrzenie tworzą kanaliki porów przez który może filtrować płyn. Są dwie strefy:1)aeracji,wypełniona gazem 2)saturacji, wypeł wodą. Osrodek może być:a)izotropowy-utworzony z ziaren o jednakowym, zwartym kształcie b)anizotropowy-utworzony z elementów wykonujących zmienność w przestrzeni, porowatość wzdłuż różnych kierunków może się zmieniać. Filtracja właściwa:a)porowatość podstawowy parametr charakrer. ośrod. porow.n-wsp.porow. objętościowej n=lim ΔV→ΔVg ΔVp/ΔV ;ΔVp-obj.porów w próbce;ΔV-obj.całej próbki.b)poro.powierzchniowa-graniczna wartość stosunku powierzchni porów w skale ΔSpx do powierzchni całej próbki ΔSx. nx=lim ΔSx→ΔSgx ΔSpx/ΔSx c) por. efektywna stosunek obj. porów czynnych w czasie przepływu wody do obj. całej skały. ne=lim Δv→ΔVg ΔVoc/ΔV d) odsączalność- zdolność skały do oddawania wody wolnej. Woc=lim ΔV→ΔVg ΔVe/ΔV ZAŁ. DUPUITA.1)Polega na wprowadzeniu modelu jednokierunkowego, uśrednionego(przepł. uśred.- nieustalony). Należy uśrednić pole prędkości względem zmiennej pionowej. 2) Polega na pominięciu powierz. przesączalności i przyjęciu zeskoku hydrau.(ΔS=0). W ruchu uśrednionym względem pionu potencjał filtr. jest jednoznacznie określony przez ciśnienie zewnętrzne(atmos.) oraz rzędnej swobodnej powierzchni warstwy filtr cieczy. WSPÓŁ.FILTRACJI jest miarą zdolności ośrodka porowatego do przewodzenia wody. Ma miano prędkości. Zależy od:-porowatości ośrodka n -miarodajnej śred. ziaren dm - właściwości filtr. płynu ρ,μ -przyciągania ziemskiego g. k=(Cgnd2mρ)/μ. Metoda wyzn k: 1.teoretyczna oparta na wzorach empirycznych 2.doświadczalna za pomocą parametrów 3.polowa za pomocą pompowań próbnych w war filt ustalonej. PRAWO DARCY. Jest to specyficzna dla teorii filtr wersia prawa zachow. pędu teoria .D stwierdza, ze strumień jednostkowy wody (Q/F=μf) jest liniową f-cją spadku hydrau określonego jako iloraz różnicy rzędnych linii ciśnień Δμ przez dyskretne Δl , na którym ta różnica występuje. μf=Q/F= -k{Δμ}/Δl gdzie k współ. proporcjonalności współ, przewodności lub współ. filtracji. Stwierdził że filtracja jest liniową funkcją trójmianu Bernouliego. RÓWN. CIĄGŁOŚCI W WĘŻLE (dla przepływu nieustalonego) miejsce w których łączą się tworzące sieć odcinki kanałów otwartych lub strumienie dopływające z sieci nazywamy węzłami Σ Qdopł - ΣQodpł = dV/dt dla zbior oznacza to że suma dopływów do węzła różni się w każdej chwili od sumy odpływów odmienną w czasie objętości cieczy zawartej w wężle. (dla przepływu ustalonego) ΣQdopł =ΣQodpł POJĘCIE WĘZŁA W SIECI PRZEWODÓW Retencja zdolność do gromadzenia pewnej ilości cieczy w układzie. Węzeł - miejsce w którym łączą się tworzące sieć odcinkó otwartych oraz strumienie odpływające lub dopływające. Typy połączeń: 1) węzły punktowe - obszar wyznaczony przez skrajne przekroje łączących się strumieni jest tak niewielki, czas transformacji strum, dopływ, i strum, odpływ, jest pomijalnie krótki. Węzły punkt, charakteryzuje mała retencja. 2) Zbiorniki - między skrajnymi przekrojami łączących się kanałów występuje znaczny obszar wypełniony cieczą, czas transformacji nie może być pominięty. Cechuje się dużą retencją. LEWAR to wygięty łączący dwa naczynia przewód, kanał zamknięty lub rurociąg którym przepływa woda nad przeszkodą dzięki różnicy poziomów wody po obu stronach przeszkody. Ciecz może przepływać z naczynia położonego wyżej do położ, niżej. Aby powstał ruch w lewarze wystarczy aby rura lewara została całkowicie wypełniona wodą. SYFON kanał zamknięty lub rurociąg którym przepływa woda pod przeszkodą dzięki różnicy poziomów wody po obu stronach przeszkody. Wygięty w literę U odcinek rurociągu ułożony pod dnem rzeki lub kanału. Wygięty odcinek przewodu odpływowego urządzeń kanalizacyjnych. Zatrzymujący warstwę wody niezbędnej wysokości zapobiegającej przenikania gazu. PRZEPŁYW PRZEZ KNFUZOR przewód lub jego odcinek którym prędkość przepływającego płynu rośnie, kosztem spadku ciśnienia, przewód zmienia średnicę z większej na mniejszą. DYFUZOR odpowiednio ukształtowany kanał, w którym w skutek zmiany przekroju poprzecznego wzrasta ciśnienie kosztem spadku energii kinet.(rozszerzenie). WARUNKI DOBORU POMP pompa - maszyna przepływowa która dostarcza przepływającej przez nią cieczy energii mech. Dobieramy pompy w zależności od stałej prędkości obrotowej i tego jaki chcemy uzyskać wydatek i ciśnienie. Warunek: jest znajomość ich charakterystyk. Parametrem charakter, dany wirnik jest prędkość specyficzna - jest to prędkość kątowa wirnika pompy, wyrażona jako liczba obrotów na minutę przy której pompa tłoczy wydatek na wysokość jednego metra. Zależność zachodząca między wydatkiem a manometryczną wysokością podnoszenia. Łączenie pomp:1) szeregowo (wydatek taki sam ,wysokości sumujemy) 2) równolegle (wydatki sumujemy, wysokość taka sama). SPOSOBY OBLICZEŃ SIECI (met. Crossa) 1)-wykorzystuje równanie ciągłości przepływu w każdym węźle ΣQdopł=ΣQodpł oraz warunek że suma rzędnych zwierciadła wody w obwodzi zamkniętym = 0. Sposób postępowania :1) przyjmujemy dowolne wartości przepływów Qi w odcinkach każdego z pierścieni, jako pierwsze przybliżenie. Jeżeli kier, jest niezgodny z kier, ruchu wskazówek zegara dopisujemy (-), 2) dla każdego odcinka obliczamy różnicę skrajnych rzędnych zw wody ΔZpi , 3) sumujemy ΔZpi dla każdego obwodu jeżeli wynik z wystarczającą dokładnością spełnia warunek Σ ΔZpi =0 akceptujemy zestaw wartości Qi jako dobre przybliżenie rzecz wydatków. 4) jeżeli warunek Σ ΔZpi =0 nie jest spełniony obliczamy dla każdego odcinka poprawkę wydatku ΔQ. 5) dodajemy ΔQ i Qi otrzymujemy kolejne przybliżenie i wracamy do pk.2 powtarzając cykl. Sieć - system odcinków kanałów otwartych które mogą tworzyć obiegi : 1) zamknięte (cieć pierścieniowa), 2) otwarte (sieć rozgałęziona).RÓWNANIE KRZYWEJ SPIĘTRZENIA jest to charakterystyczny układ zw wody wywołany w wyniku spiętrzenia wody ponad głębokość kryt, w końcowym przekroju danego kanału którym płynie strumień wody o stałym Q przy spadku dna < od spadku krytycznego. Wyznaczenie KS obliczenie głębokości dla różnych przekrojów na długości kanału można wykonać poprzez obliczenie kolejnych wartości od jednego przekroju do drugiego. Przyjmując określony poziom porównawczy, stosując równanie Ber. z1+h1+(αv12/2g) = z2+h2+(αv22/2g)+Δhstr z1+h1=H1, z2+h2=H2, H1-wys linii energii H1=H2+hstr, I=0,5(I1+I2) H1-(H2+I*Δx)=0 CHARAKTER PRZEPŁYWU W RUCHU JEDNOSTAJNYM uśrednione zmienne przepływu nie zależą od czasu ani od zmiennych przestrzennych. W takim przepływie decydują siły: 1) podłużna (skierowana wzdłuż koryta) składowa siły ciężkości, 2) wypadkowa siła powierzchniowa działająca na pobocznicę strumienia. Mogą one mieć różny wpływ na ciecz (różne znaki) gdy rzędne koryta maleją składowa grawitacji jest czynnikiem napędzającym ciecz, powierz ma charakter siły oporu równoważących grawitację. Gdy dno łożyska wznosi się wzdłuż kierunku ruchu skład graw przeciwdziała przepływowi,a czynn napędzającym jest wypadkowa siły powierz. Długośc koryta musi przekraczać długość odcinka początkowego. S*v=Q=const Różne kształty obwodu tej samej powierz S ozn. rózne długości poszczególnych odcinków tego obwodu. Dla zmiennego kształtu strumienia w każdym przekroju inny byłby spadek dna oraz naprężenie powierz. PRZEPŁYW PODŁUŻNY-NIEWIADOME ruch jednokierunkowy i jednowymiarowy, gdy wektor prędkości ma jedną niezerową składową wzdłuż tej samej osi układu odniesienia, która określa zmienną niezależną.Rów. zach masy∂ρ /∂t+∂(ρux)/∂x=0 Rów. zach. pędu ρ(∂ux/∂t)+ρ ρux(∂ux/∂t)=ρfx- ∂p/∂x+1/3μ(∂2ux/∂x2) Rów. stanu ρ=ρ(...) Z tych rów otrzymujemy układ 3 rów skalarnych,zamkniętych ze wzg na 3 skalarne zmienne zależne:ux,p,ρ.Te infor opisują przepływ podłużny. RÓW ZACHOW PĘDU DLA MODELU PODŁUŻNEGO ∂p/∂x-niezmienne w przekroju poprzecznym ∂h/∂x-zienia się w niewielkim stopiu,więc jest pomijalne Ux-śr podłużnej odchyłki prękości Io-spadek dna L-obwód przekroju poprzecznego τ-naprężenie ∂v/∂t+∂v/∂x+(1/ρ)*∂p/∂x+ρ∂h/∂x=gi0 +(1/ρ)*dτxx/∂x+Σi=1 (τ0i*Ci)/ρs+1/s*(∂Λxx/∂x) RÓW ZACHOW MASY DLA MODELU PODŁUŻNEGO-Zgodnie z def. przepływu podłużnego charakteryzowany jest on tylko przez jedną składową wektora prędkości uśrednioną w przekroju strumienia płynu. Dla cieczy o stałej gęstości dir u=∂Ux/∂x+∂Uy/∂y+∂Uz/∂z=0. Dla przepływu podłużnego ∂s/∂t+∂(Sv)/∂x=ql ql-dopływ boczny odniesiony do jednostki długości strumienia W kanale o stałej szerokości swobodnego zwierciadła ∂h/∂t+∂(hv)/∂x=Wb Wb-dopływ boczny odniesiony do jednostki swobodnej powierz. W kanale prost głębokość średnia h jest równa stałej w przekroju poprzecznym głębokości rzeczyw H ∂H/∂t+∂(Hv)/∂x=Wb RÓW BERN DLA CIECZY NIELEPK-jest szczególną całką równania Naviera-Stokesa, która wyraża warunki stałości trójmianu Ber. Wyraża bilans energii mech przepływu jak również i to że suma energii kin i energii pot ciśnienia oraz położenie jest dla cieczy nielepkiej i barotropowej w poten polu sił masowych stała. Zał: 1. płyn nielepki μ=0 2.przepływ ustalony (ustalony w czasie) 3.pole sił masowych jest poten (istnieje pole skalarne, którego gradient określa gęstość rozkładu sił masowych f ;pole to naz poten siły masowej f=-grad π 4.ciecz jest barotropowa (zmiana gęstości może być spowodowana jedynie zmianą ciśnienia). RÓW BERN DLA CIECZY LEPK- Wartość trójmnianu Ber. nie jest stała-maleje wzdłuż linii prądu. Następuje zamiana energii mech w cieplną wywołana pracą naprężeń spowodowanych lepkością wzdłuż drogi przepływu. Zmiana ma ścisły zw. z rozkładem prędkości wprowadzono empiryczny współczynnik strat λ który zależy od liczby Re i chropowatości ścianek przewodu. Zał:1.przepływ ustalony ∂/∂t=0 2.pole sił masowych jest poten f=grad 3.ciecz jest barotropowa 4. ciecz posiada lepkość μ≠0 z1+(p1/γ)+(αv12/2g) = z2+(p2/γ)+(αv22/2g)+Δhstr WSPÓŁ STRAT WG NIKURADSEGO- Gdy znamy chropowatość danego przewodu i jego średnice możemy określić chropowatość względna przewodu a następnie za pomocą wykresu sporządzonego przez Nikuradsego na podstawie obserwacji zjawisk wywołanych chropowatością przewodów kołowych można określić wartość współczynnika λ,który uwzględniany jest przy obliczaniu strat na długości Δh=λ*(L/D)*(v2/2g). Wykres Nikuradsego jest to tzw. harfa Nikuradsego, wyraża ona zależność λ od liczby Re. Ruch lam λ=f(Re), ruch przejściowy ε-chropowatość względna λ=f(Re,ε),ruch turb λ=f(ε),ε=Ks/d. OBL STRAT W RUROCIĄGU-W przepływach płynów rzeczywistych obserwujemy straty energii mech spowodowane oporami tarcia. Dwa typy strat energii mech:1.straty na długości przewodu(proporcjonalne do długości przewodu) Δh=λ*(L/D)*(v2/2g) λ-wsp. oporów liniowych, Ruch lam λ=f(Re) λ=64/Re, ruch przejściowy λ=f(Re,ε),ruch turbu λ=f(ε),ε=Ks/d. 2.straty lokalne powodowane nagłymi zmianami parametrów strumienia cieczy Σhstr=ε*(v2/2g) ε-wsp.strat lokalnych, v-prędkość za przeszkodą. NAPRĘŻENIA STYCZNE W RUROCIĄGACH- do granicy obszaru daje się wyznaczyć przez pochodną prędkości stycznej w kierunku normalnym do tej granicy τs=(μ+μT)*(∂vsr/∂h). Jeżeli brzeg ma charakter ścianki sztywnej, tłumiącej turbulentnie fluktuacje prędkości to μr=0⇒τs=μ*(∂vsr/∂h). (∂vsr/∂h) oblicza się: rozdzielenie obwodu L przekroju s na odcinki Δs wzdłuż których można się spodziewać stosunkowo stałych wartości μ oraz normalnej pochodnej prędkości. UDERZENIE HYDRAULICZNE- Zjawisko polegające na powstawaniu i rozchodzeniu się fal ciśnienia. Jest widoczne w dużym stopniu przy nagłych zmianach przepływu. W niestacjonarnych przepływach powstaje pod wpływem nagłego zamknięcia lub przymknięcia rury. Powstaje wówczas zjawisko gwałtownego przyrostu ciśnienia w miejscu zamknięcia rurociągu i rozprzestrzenienia się fali ciśnienia w górę przepływu Jednocześnie w dół unosi się fala obniżonego ciśnienia. OTWORY ZATOP I NIEZATOP- Otwór w ściankach ograniczających obszary wypełnione cieczą, które umożliwiają wypływ tej cieczy poza obszar, otwór jest wtedy gdy całe światło otworu od wew. strony ścianki jest przykryte cieczą. Otwór niezatop-gdy ciecz wypływa przez otwór jako strumień swobodny. Otwór zatop- gdy strumień wypływa do obszaru wypełnionego cieczą, prędkość zależy od różnicy wys w zbiorniku, a nie zależy od położenia otworu, prędkość jest stała w każdym punkcie. Każdy otwór zatopiony jest mały. Otwór częściowo zatop- gdy po stronie zew dolna część światła otworu jest przykryta cieczą a górna kontaktuje się z powietrzem. WYMIAROWANIE OTWORÓW-Każdy otwór możemy traktować jako mały. Ilościowe określenie jego charakteru wymaga obl wydatku. Wydatek otworu obliczamy jako całkę pola prędkości po przekroju poprzecznym strumienia. Gdy wysokość otworu hw=zg-zd nie przekracza ¼ zagłębienia jego środka ciężkości, prędkość v2 jest stałą funkcją zmiennej to wtedy otwór naz małym. Posługujemy się rów Ber wyprowadzając empiryczny współ wydatku otworu. Zakładamy, że otwór jest duży, rozkład ciśnień hydrostatyczny, prostokątny rozkład prędkości. CZYM SIĘ RÓŻNI OTWÓR MAŁY OD DUŻEGO- Otwór mały-można przyjąć że prędkość w każdym punkcie pola pow otworu jest taka sama czyli nie zmienia się. Nie uwzględnia się zmienności pola prędkości. Otwór duży- pole prędkości wypływającej cieczy jest zmienne w świetle otworów-prędkość jest inna w każdym punkcie pola pow. otworu czyli uwzględnia się zmienność pola. WSPÓŁ WYDATKU DLA OTWORU- wyzn doświadczalnie. μ= ϕ*ε gdzie: ϕ-wsp. prędkości, ε-wsp. dławienia. ϕ=√1/1+E gdzie E-wsp.strat na wlocie. Zależy od: wlk otworu, ciśnienia, sposobu wykonania krawędzi, zatopienia otworu, lepkości wypływającej cieczy. Dla otworów małych μ=0,62. Dla dużych: krawędż ostra 0,65 ,zaokrąglona 0,825, pokryta z dnem 0,675. Współczynnik wydatku możemy obl μ=Q/(F*√2gH). TYPY PRZELEWÓW- ze względów na 1.na kształt otworu poprzecznego-prostokątne, trójkątne, kołowe, trapezowe 2.na kształt przekroju podłużnego-o ostrej koronie, o kształtach praktycznych, o szerokiej koronie 3.na warunki pracy-niezatop(swobodny, nieswobodny), zatop 4.na szerokośc przelewu w stosunku do szerokości kanału-bez dławienia bocznego, z dławieniem bocznym 5.na położenie krawędzi przelewu w stosunku do kierunku przepływu w kanale-proste, ukośne, krzywoliniowe, boczne. PRZELEWY BOCZNE- Qb=Qo-Qk Równanie ciągłości Qo=Qk+qb*L Wydatek zastępczy do obl strat Qz=Qk+0,55*qb*L.To przelew utworzony przez wycięcie wykonane w bocznej ścianie koryta, jest to więc przelew podłużny równoległy do zasadniczego kierunku strugi cieczy płynącej w korycie. Stosuje się go przy przewodach kanal dla odprowadzenia na bok części ścieków płynących kanałem Q=2/3μσbocz*b*H3/2*√2g WYMIAROWANIE PRZELEWÓW-Podstawową wiadomością do wymiarowania przelewów jest wydatek strumienia -liczba jednostek danej wielkości, która przemieszcza się przez powierzchnie w jednosce czasu. Do wyznaczenia parametrów hydraulicznych korzystamy z równania Ber. Przyjmujemy układ linii prądu ustalonego przepływu w rejonie przelewu z1+(p1/γ)+(αv12/2g) = z2+(p2/γ)+(αv22/2g)+Δhstr . Dla każdej wyznaczonej linii prądu piszemy rów Ber. Gdy je scałkujemy otrzymamy profil prędkości przepływu nad krawędzią przelewu. W ten sposób otrzymujemy poszukiwany wydatek Q=∫ v2 ds. Q=∫ ϕB(z2)α√v12+2g(H-z1) dz2. Gdy B=0 to v=0 i Q=2/3*μB*h3/2√2g Dla otrzymania dokładniejszej wartości Q wprowadzamy empiryczny wsp. wydatku. DŁAWIENIE BOCZNE W PRZELEWACH-W przypadku tego przelewu występuje zjawisko kontreakcji-załamania się strumienia cieczy na ściankach przepływu. Jest to stosunek szer przelewu do szer kanału b<B wtedy wyst dławienie boczne. ZWĘŻKA VENTURIEGO-posiada 3 części: konfuzor-zmniejsza się szer, krótki odcinek o małej średnicy, dyfuzor-zwiększa się szer. Służy do pomiaru natężenia przepływu w przewodach pod ciśnieniem. Powoduje zmianę energii poten w kinet oraz powstaniu szeregu zaburzeń podczas przepływu. W wyniku czego powstają straty energii, co umożliwia określenie rzecz wydatku przepływu. Cechowanie polega na określeniu parametrów, które charakteryzują daną zwężkę na innym urządzeniu i określenie współ przelewu α,który uwzględnia nierównomierny rozkład prędkości w przekroju strumienia, różnicę miedzy ciśnieniem piezometrycznym na ściankach a w osi przewodu, straty ciśnienia spowodowane zawirowaniami przed i za zwężką. QT=F1v1=(πd2)/4√2g/(n2-1)*√Δh. SCHEMATYZACJA KANAŁÓW OTWARTYCH-zastąpienie rzecz parametrów przez pewne wlk uśrednione. Ze względu na charakterystykę geom-fiz kanały dzielimy na:1.regularne-kanały o jednakowym kształcie przekroju poprzecznego zwane pryzmatycznymi oraz o niezmiennych właściwościach fiz wzdłuż przekroju 2. nieregularne-kanał ma przekrój pryzmatyczny ale wykazuje zmienną charakterystykę wzdłuż swej osi lub gdy zmianie ulega kształt kanału a.naturalne(rzeki,potoki) b.sztuczne(kanały melioracyjne). Brak regularności jest kłopotliwą cechą kanału, komplikuje proces wyznaczania charakterystyki przepływu. Gdy zmienność parametrów jest nie duża, zaniedbuje się ją, traktując kanał jako regularny. Często wykorzystuje się zastępczy kanał regularny, którego parametry są uśrednionymi parametrami kanału rzeczywistego, nieregularnego. Uśrednione parametry: kształt koryta, współ szorstkości, spadek dna koryta. KRZYWE WYDATKU I PRĘDKOŚCI DLA KORYT OTWARTYCH-f1(h/H)=v1/v10, f2(h/H)=Q1/Q10 gdzie v1iQ1-prędkośc średnia i wydatek przy spadku dna i współczynniku szorstkości równym 1 a zmiennym napełnieniu h. Korzystanie z tych krzywych wymaga znajomości prędkości i wydatku dla napełnienia max v10,Q10. Prędkość i wydatek obl się z relacji: v=1/n*Rh2/3*lo1/2,Q=v*s=1/n*Rh2/3*lo1/2*s. NAPRĘŻENIA DENNE W KANAŁACH OTWARTYCH-W ruchu płaskim wektor naprężenia dennego obl się z uogólnionych wzorów jednowymiarowych. Dla przepływu nie podlegającemu wpływowi wiatru:r.lam τd=(3μ/H)*v, r. burz. τd=(ςg/c2)*|v|*v. C-współ szorstkości obl się z tych samych wzorów co w modelu podłużnym c=1/n*H1/6. Naprężenia denne wyrażamy spadkiem hydraulicznym if=-grad BT(x,y). Dla przepływu podlegającemu wpływowi wiatru r. lam τd=((3μ/H)*v)-τp/2 r.burz. τd=(ςg/c2)*|v|*v-βτp. CHARAKTERYSTYKA PRZEPŁYWU W KORYCIE OTWARTYM- Ze wzg na charakt geom-fizyczną 1.regularne, 2.nieregularne. Przepływ, położenie dna i szerokość zmienia się w czasie. Kształt naturalnego koryta rzecznego opisywany jest przez skończoną liczbę przekrojów poprzecznych. Rzeczyw postać obwodu zwilżonego jest w każdym przekroju aproksymowana liczbą Tamana. Rzeczyw parametry koryta zastępowane są przez wlk uśrednione. Proces uśrednienia to schematyzacja koryta.