2018-09-23

Гидравлический прыжок

Гидравлический прыжок - это единственно возможная форма перехода потока из бурного состояния в спокойное, сопровождающаяся значительными потерями энергии.

Форма потока жидкости на участке прыжка имеет вид расширяющейся струи, с расположенным сверху водоворотным вальцом.

Ввиду сильной пульсации водоворотной области и постоянным обменом между ней и транзитной струей, граница между обеими частями неустойчива.

Основное уравнение гидравлического прыжка

Сопряженными называют глубины потока, которые сопрягаются в прыжке, их связь можно записать в виде математической зависимости, называемой основным уравнением гидравлического прыжка:

• Q - расход,
• S - площадь нормального сечения,
• α - коэффициент количества движения,
• h_c - глубина до центра тяжести нормального сечения

Обозначим выражение:

Получим более простой вид уравнения прыжка:

Прыжок-волна

Сопряженной может быть лишь одна определенная для заданного русла и расхода жидкости пара глубин.

Если одна из сопряженных глубин близка к критической, то и другая будет близка к значению критической глубины. В этом случае высота прыжка будет небольшой, а водоворотный валец может отсутствовать, свободная поверхность жидкости на участке сопряжения в этом случае приобретает волнообразную форму. Этот тип сопряжения бурного потока со спокойным называют прыжком-волной.

---

---

Длина гидравлического прыжка

Длину прыжка можно вычислить, используя формулу Н.Н. Павловского:

L_п=2,25h₂+2,5(h₂-h₁)