Przepływ przez przelewy materiał dydaktyczny – wersja 1

1. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja Przepływ przez przelewymateriał dydaktyczny – wersja 1 Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Inżynierii Wodnej Beata Nowak, II rok IŚ Wojciech Grodny, II rok IŚ Dr inż. Leszek Książek Kraków, kwiecień 2005r.

2. Spis treści • Wstęp (przelew i jego podziały), • Przelew niezatopiony, • Przelew zatopiony, • Charakterystyka przelewu, • Literatura. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

3. Przelew Wstęp Przelewem nazywamy tę część budowli przegradzającej koryto rzeczne, nad którą może przepływać woda. Najogólniej można je podzielić ze względu na ich kształt i warunki hydrauliczne w jakich pracują. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

4. Wstęp • Podział przelewów Ze względu na ich kształt 1) kształt ścianki piętrzącej, 2)kształt wycięcia, 3)widok z góry. Ze względu na hydrauliczne warunki pracy 1)zatopienie przelewu, 2)dławienie przepływu, 3)ustawienie przelewu w korycie. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

5. Wstęp • Podział przelewów 1.1. Ze względu na relacje miedzy grubością ścianki przelewu δ w a wysokością warstwy przelewającej się wody H rozróżnia się trzy typy przelewów: Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

6. Wstęp • Podział przelewów • przelewy o ostrej krawędzi, • w których grubość ścianki nie wpływa na kształt przelewającego się strumienia, spełniające warunek Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

7. Wstęp • Podział przelewów • przelewy o kształtach praktycznych, których kształt powierzchni zlewowej jest tak zaprojektowany, że zapewnia przyleganie strumienia do budowli, i spełniającej warunek Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

8. Wstęp • Podział przelewów • przelewy o szerokiej koronie, w których nad progiem wytwarza się ruch o strugach równoległych, spełniające warunek Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

9. Wstęp • Podział przelewów 1.2. Ze względu na kształt wycięcia w ściance przelewowej (dotyczy praktycznie tylko przelewów o ostrej krawędzi) wyróżnia się następujące przelewy: a) prostokątne, c) trójkątne, b) trapezowe, d) półokrągłe. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

10. Wstęp • Podział przelewów • 1.3. Ze względu na kształt budowli w planie (widok z góry) rozróżnia się przelewy: • proste ustawione prostopadle do ścian bocznych koryta – najczęściej stosowane w praktyce Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

11. Wstęp • Podział przelewów • łamane, ustawione zbieżnie w kierunku dopływu wody Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

12. Wstęp • Podział przelewów • w kształcie łuku, zwrócone stroną wypukłą w kierunku wody górnej, odznaczające się korzystnym rozkładem sił parcia wody i umożliwiające ekonomiczne zaprojektowanie przekroju poprzecznego Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

13. Wstęp • Podział przelewów • wieżowe, stosowane najczęściej jako urządzenia do samoczynnej regulacji poziomów zwierciadła cieczy w zbiornikach naturalnych bądź sztucznych Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

14. Wstęp • Podział przelewów 2.1. Ze względu na warunki hydrauliczne, w jakich pracują przelewy wprowadza się podział związany z położeniem zwierciadła wody dolnej w stosunku do krawędzi przelewowej (zatopienie). Rozróżnia się: Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

15. Zwierciadło wody dolnej znajduje się poniżej górnej krawędzi przelewu Wstęp • Podział przelewów • przelewy niezatopione, których zwierciadło wody dolnej znajduje się w takim położeniu, że nie wpływa na wysokość warstwy strumienia przelewającego się przez przelew. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

16. Wstęp • Podział przelewów • przelewy zatopione, których zwierciadło wody dolnej wpływa na wysokość warstwy przelewającego się strumienia Zwierciadło wody dolnej znajduje się powyżej górnej krawędzi przelewu Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

17. Wstęp • Podział przelewów 2.2. Ze względu na długość krawędzi przelewowej w stosunku do szerokości koryta dopływowego (dławienie przepływu) przelewy dzieli się na: Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

18. Wstęp • Podział przelewów • przelewy bez dławienia bocznego, w których długość krawędzi przelewowej (światło przelewu) jest równa szerokości koryta doprowadzającego wodę. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

19. Wstęp • Podział przelewów • przelewy z dławieniem bocznym, których światło przelewu ma mniejszą długość niż szerokość koryta; mogą wystąpić tutaj zaburzenia przepływu: na jednym z brzegów (przelewy z jednostronym dławieniem bocznym) lub na obu brzegach przelewu (przelewy z obustronnym dławieniem bocznym) Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

20. Wstęp • Podział przelewów • 2.3. Ze względu na ustawienie krawędzi przelewu w stosunku do głównego kierunku przepływu. Najczęściej wyróżnia się: • przelewy czołowe, ustawione prostopadle do kierunku przepływu, Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

21. Wstęp • Podział przelewów • przelewy ukośne, • przelewy boczne, usytuowane równolegle do kierunku przepływu. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

22. Przelew niezatopiony (o ostrej krawędzi) H – grubość warstwy na przelewie, V02/2g – wysokość prędkości, H0 = H+ V02/2g – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v0, Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

23. Przelew zatopiony (o ostrej krawędzi) V0 – prędkość dopływającej wody, H0 = H+ V02/2g – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v0, Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

24. Wykonanie charakterystyki przelewu, obliczenie przepływu Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

25. Dane Rzędna korony przelewu – 34.2 Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

26. Charakterystyka przelewu Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

27. Obliczenie przepływu • Przelew niezatopiony prostokątny bez dławienia bocznego o ostrej krawędzi  – współczynnik wydatku; <1, b – szerokość przelewu, H0 – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v0. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

28. Obliczenie przepływu • Wyniki pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

29. Obliczenie przepływu • Przelew zatopiony prostokątny bez dławienia bocznego o ostrej krawędzi  – współczynnik zatopienia, b – szerokość przelewu, H0 – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v0. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

30. Obliczenie przepływu • Wzór na współczynnik zatopienia pd – wysokość przelewu zatopionego, H - wysokość zwierciadła wody górnej od krawędzi przelewu, z - różnica wysokości, a - wzniesienie wody dolnej ponad krawędź przelewu. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

31. Obliczenie przepływu • Wyniki pomiaru Q=0.010 m3/s Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

32. Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

33. Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

34. Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

35. Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

36. Literatura • Kubrak E.,Kubrak J., 2004, Hydraulika techniczna, SGGW, Warszawa, • Troskolański A.T., 1967, Hydromechanika, WNT, Warszawa Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja