Prawo naczyń połączonych pα L = pα P np. p0 + γ1*h1 = pm + γ2*h2
Kartofel P = γ*hs*A hc = hs + $\frac{I_{0}}{h_{s}*A}*\sin^{2} \propto$
dla trójkąta $I_{0} = \frac{b*h^{3}}{36}$, hs=$\frac{2}{3}h$ dla koła $I_{0} = \frac{\pi*d^{4}}{64}$, hs=$\frac{r}{2}$
Równanie ciągłości V1*A1 = V2*A2 = const
Równanie Bernouliiego $z_{1} + \frac{p_{1}}{\gamma} + \frac{\text{αv}_{1}^{2}}{2g} = z_{2} + \frac{p_{2}}{\gamma} + \frac{\alpha v_{2}^{2}}{2g} + \xi\frac{v_{2}^{2}}{2g} + \lambda\frac{L}{d}\frac{v_{2}^{2}}{2g} = const$
dla poziomu porównawczego w osi z1=z2, jak wylot pod kątem to z = L * sinβ
dla niewysokich zbiorników nie uwzględniamy ρhg oraz V1 = 0
Różnica poziomów cieczy w piezometrach $h = \frac{p_{1} - p_{2}}{\gamma}$
Przepływ w kanałach otwartych
promień hydrauliczny R = $\frac{A}{O_{z}}$
Równanie ruchu Manninga $V = \frac{1}{n}{*R}^{\frac{2}{3}}*i^{\frac{1}{2}}$ , Q $= \frac{1}{n}{*R}^{\frac{2}{3}}*i^{\frac{1}{2}}*A$ $i = \frac{\Delta h}{L}$
Ruch krytyczny w kanałach otwartych, ruch spokojny
$\frac{A^{3}}{B} > \frac{\alpha Q^{2}}{g}$
Liczba Froude’a $F_{r} = \frac{V}{\sqrt{gH_{sr}}} < 1$ (rwący podkrytyczny znaki odwrotnie)
$$H_{\text{kr}} = \sqrt[5]{\frac{2\alpha Q}{g}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ H}_{sr} = \frac{A}{B}$$
Przelewy
krótki przelew L<20D, bez strat na długości
$$Q = \mu_{p}*A_{0}\sqrt{2g(H + z - D - h_{L})}$$
$h_{L} = \frac{n^{2}*L*Q^{2}}{R^{\frac{4}{3}}*A_{0}}$ $\xi_{L} = \frac{2g{*n}^{2}*L}{R^{\frac{4}{3}}}$
$$Q = \mu_{p}*A_{0}\sqrt{\frac{2g(H + z - D)}{1 + \mu_{p}^{2}*\xi_{L}}}$$
$$i_{\text{kr}} = \frac{v^{2}*n^{2}}{R^{\frac{4}{3}}} = \frac{{(\frac{Q}{D*h_{\text{kr}}})}^{2}*n^{2}}{{(\frac{D*h_{\text{kr}}}{D + 2*h_{\text{kr}}})}^{\frac{4}{3}}}$$
Filtracja
Prawo Darcy $v_{f} = k*i = k*\frac{H}{L}$ = const $k_{v} = \frac{L}{\Sigma\frac{L_{i}}{k_{i}}}$ Q = vf * A
Liczba Reynolds’a $R_{e} = \frac{v_{f}*d_{e}}{\nu}$ de – średnica efektywna szkieletu gruntowego
krytyczny spadek hydrauliczny $i_{\text{kr}} = \left( 1 - n \right)*\frac{\gamma_{s} - \gamma_{w}}{\gamma_{w}}$ γe – ciężar obj. szkieletu grunt.
dopuszczalny spadek hydr. $i_{\text{dop}} = \frac{1}{w_{p}}*i_{\text{kr}}$ wpϵ(0; 10⟩ – wsp. pewności
prędkość krytyczna $v_{\text{kr}} = \frac{\sqrt{k}}{15}$ $F = \frac{i_{\text{kr}}}{i}$ $F = \frac{v_{\text{kr}}}{v}$
Schemat hydrauliczy | Kryterium | DPK | Formuła |
---|---|---|---|
Przepływ ze swobodnym zwierciadłem | niezatopiony wlot i wylot | H/D < 1,5 , hd< hkr i0 > ikr | wlot |
H/D < 1,5 , hd< hkr i0 < ikr | wylot | ||
H/D < 1,5 , D > hd > hkr |
wylot | ||
zatopiony wlot | H/D > 1,5 , hd < hkr | wlot | |
Przepływ pod ciśnieniem | zatopiony wlot i wylot | H/D > 1,0 , hd > D | wylot |
zatopiony wlot i niezatopiony wylot | H/D > 1,5, hd < D | wylot |