Akademia Rolnicza Im Hugona Kotaja Wydzia Inynierii rodowiska

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

Spis treści 1. 2. 3. 4. 5. Wstęp (przelew i jego podziały), Przelew niezatopiony, Przelew zatopiony, Charakterystyka przelewu, Literatura. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Wstęp o 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

Wstęp o 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

Wstęp o 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

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

Wstęp o Podział przelewów b) 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

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

Wstęp o Podział przelewów a) prostokątne, b) trapezowe, 1. 2. Ze względu na kształt wycięcia w ściance przelewowej (dotyczy praktycznie tylko przelewów o ostrej krawędzi) wyróżnia się następujące przelewy: c) trójkątne, d) półokrągłe. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Wstęp o Podział przelewów 1. 3. Ze względu na kształt budowli w planie (widok z góry) rozróżnia się przelewy: a) proste ustawione prostopadle do ścian bocznych koryta – najczęściej stosowane w praktyce Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Wstęp o Podział przelewów b) łamane, ustawione zbieżnie w kierunku dopływu wody Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Wstęp o Podział przelewów c) 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

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

Wstęp o 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

Wstęp o Podział przelewów Zwierciadło wody dolnej znajduje się poniżej górnej krawędzi przelewu a) 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

Wstęp o Podział przelewów b) 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

Wstęp o 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

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

Wstęp o Podział przelewów b) 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

Wstęp o Podział przelewów 2. 3. Ze względu na ustawienie krawędzi przelewu w stosunku do głównego kierunku przepływu. Najczęściej wyróżnia się: a) przelewy czołowe, ustawione prostopadle do kierunku przepływu, Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Wstęp o Podział przelewów b) przelewy ukośne, c) przelewy boczne, usytuowane równolegle do kierunku przepływu. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Przelew niezatopiony (o ostrej krawędzi) H – grubość warstwy na przelewie, V 02/2 g – wysokość prędkości, H 0 = H+ V 02/2 g – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v 0, Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Przelew zatopiony (o ostrej krawędzi) V 0 – prędkość dopływającej wody, H 0 = H+ V 02/2 g – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v 0, Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

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

Dane Numer pomiaru Rzędna zwierciadła wody [cm] H – grubość warstwy wody na przelewie [cm] Q – przepływ [m 3/h] 1 47. 2 13. 0 175 2 46. 4 12. 2 153 3 44. 7 10. 5 133 4 43. 3 9. 1 104 5 41. 2 7. 0 73 6 39. 2 5. 0 48 7 37. 2 3. 0 26 8 35. 9 1. 7 12 9 34. 5 0. 3 8 Rzędna korony przelewu – 34. 2 Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Charakterystyka przelewu Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Obliczenie przepływu o Przelew niezatopiony prostokątny bez dławienia bocznego o ostrej krawędzi – współczynnik wydatku; <1, b – szerokość przelewu, H 0 – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v 0. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Obliczenie przepływu o Wyniki pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Obliczenie przepływu o Przelew zatopiony prostokątny bez dławienia bocznego o ostrej krawędzi – współczynnik zatopienia, b – szerokość przelewu, H 0 – grubość warstwy na przelewie uwzględniająca prędkość dopływającej wody v 0. Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Obliczenie przepływu o 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

Obliczenie przepływu o Wyniki pomiaru Q=0. 010 m 3/s Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Przebieg pomiarów Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja

Literatura 1. Kubrak E. , Kubrak J. , 2004, Hydraulika techniczna, SGGW, Warszawa, 2. Troskolański A. T. , 1967, Hydromechanika, WNT, Warszawa Akademia Rolnicza Im. Hugona Kołłątaja