Dla zadanych wartości w przekroju początkowym A - hQ - 0,8 m oraz / » /0 - 0 m, z równania dł/dh = f(h,l) można wyznaczyć odległość ł dla przyjętej głębokości A, gdzie / = /0 ♦ A/ - A/, a A - hQ ♦ AA.
Na podstawie kolejno obliczonych wartości
*2 =/(/t0>0,5AA,/0^0,5A,)AA,
*3 * /(A0 + 0,5 AA, - 0,5A2) AA,
*4 " /(Ao * A/ł»/o +
szukany przyrost odległości
A/ - ** * * ^^3 * *4
Ponieważ funkcja /(A,/) zależy tylko od A, wielkość A/ można wyrazić zależnością
A/. A/,
Po podstawieniu AA = - 0,05 m (zwierciadło obniża się na kierunku przepływu), dla Aj, = 0,8 m oraz /0 Om, obliczony przyrost odległości A/ - 52,166 m.
Zastosowaną metodę można wykorzystać do wyznaczania kolejnych przyrostów odległości A/ odpowiadających założonemu spadkowi AA ^ -0,05 m. Tym samym możliwe jest wyznaczenie np. profilu podłużnego zwierciadła wody w kanale.
Odpowiedź: A/ = 52,166 m.
Zadanie 3.15
Obliczyć rzędną z, krzywej spiętrzenia w przekroju 1-1 koryta (rys. 2.3.15), jeżeli: rzędna wody w przekroju 2-2 wynosi 76 m, odległość między przekrojami AL = 1000 m, wydatek Q = 120 m3/s, a ~ 1,1.
Rozwiązanie
W zadaniu wykorzystana będzie metoda oparta na równaniu Bemoulliego. Przyrost wysokości zwierciadła wody Az na odcinku AL oblicza się z zależności
Az
AL « a ——
Różnicę wysokości energii kinetycznej pomija się w tym wzorze, gdy u. > u,.
W przekroju 2-2 określone są następujące wielkości:
• pole przekroju poprzecznego (ctg kąta nachylenie skarpy m równy jest odwrotności nachylenia skarpy, w przekroju 2-2 m - 1,5)
A2 = (b1mh)h = (20 1 l,5-6)-6 - 174 m2,
• obwód zwilżony
U2 1 b 1 2h /{1 m1 = 20 >2 -6V^25 = 41,6 m,
• promień hydrauliczny
174
41,6
4,18 m,
• prędkość średnia przepływu wody
— - 0,69 m/s, 174
W przekroju 1-1 należy założyć rzędną zwierciadła wody z,. Dla z, = 76,05 m (założony jest tym samym przyrost położenia zwierciadła wody Az = z, - z^, który wynosi 0,05 m) otrzymuje się
h
0,0182-0,69*
4
4,18*
0,0000229.
137
spadek hydrauliczny (obliczany z przekształconego wzoru Manninga)