مبدأ القفز الهيدروليكي واستخدامه في تصميم أرضية منيعة
اقرأ هذه المقالة للتعرف على مبدأ القفزة الهيدروليكية واستخدامها في تصميم الأرضية المنبوذة.
في السدود ، والمنظمين والهياكل الهيدروليكية الأخرى التي يمر بها أو يمر خلالها التدفق ، يعتبر تبديد الطاقة من الاعتبارات الهامة. إنه يستدعي تصميمًا مناسبًا لأعمال المصب مثل المنحدرات الجليدية ، والأرضية الأفقية أو الصهاريج وغيرها من المواد المشتتة للطاقة. يتضمن تصميم هذه الأعمال تحديد ارتفاع الطابق الأفقي وطول الأرضية أو الخزان غير المنفوخ.
يمكن تحقيق هذه الأبعاد من معرفة عناصر القفز الهيدروليكي مثل طاقة تدفق ما قبل وبعد القفز ، وعمق التدفق ، وعمق المياه الحرج بالنسبة لشدة التفريغ والطاقة التي يجب أن تتبدد أو فقدان الرأس في القفزة الهيدروليكية.
في الظروف الملائمة ، عندما يتدفق تيار ضحل يتحرك بسرعة عالية أو عالية الحدة مع تدفق بطيء الحركة لعمق كاف ، فإن الارتفاع المفاجئ في سطح الماء يأخذ أماكن. يسمى هذا الارتفاع المفاجئ بالقفز الهيدروليكي. وبعبارة أخرى ، فإن الانتقال الهيدروليكي في قناة مفتوحة هو انتقال مفاجئ من عمق المياه D 1
حيث D 1 - عمق ما قبل القفز
D 2 = عمق ما بعد القفزة (عمق مترافق)
Ef 1 = إجمالي كمية التدفق في قسم ما قبل القفز
Ef 2 = إجمالي كمية التدفق في قسم ما بعد القفز
H L = خسارة الرأس في القفزة الهيدروليكية ، أو = الطاقة المراد تبديدها
= EF 1 - Ef 2 - hf
(يتم إهمال hf عادة)
ف = شدة التصريف
ز = تسارع بسبب الجاذبية
D C = عمق الماء الحرج
مع القيم المعروفة لـ q و H L ، من المرهق أن تجد D 1 و D 2 و Ef 1 و Ef 2 من المعادلات السابقة. يمكن اتخاذ مساعدة من منحنيات لتسهيل الحسابات. أعد Blench منحنيات لإعطاء Ef 2 لقيم مختلفة من H L و q ، وهو موضح في الشكل 19.9.
لمعرفة قيم D 1 و D 2 IS 4997 يعطي منحنيات من حيث المعلمات بلا أبعاد مثل K L / D C
D 2 / D 1 and D 1 / D C. وهكذا بمجرد حساب D C من الصيغة D 1 يمكن قراءتها من المنحنى D 1 / D C المعطى في IS 4997. وباستخدام هذه القيمة من D 1 ، يمكن أيضاً حساب D 2 من منحنى D 2 / D 1 آخر . يتم إعطاء المنحنيات في الشكل 19.10.
ومن عيوب استخدام هذا المنحنى أن أي خطأ يرتكب في العثور على D 1 بالاستكمال الداخلي سينعكس في قيمة D 2 وبالتالي ، في جميع الحسابات الأخرى. لتجنب نقل هذا الخطأ الاستيفائي ، قام اثنان من مهندسي CWC C. Chinnaswamy و E. Sundaraiya بإعداد منحنيين منفصلين على نفس المبدأ مع توفير علاقة بين عامل خسارة الرأس (H L / D C ) و D 2 / D C و D C / D 1 على التوالي. يمكن اعتماد هذه المنحنيات لمعرفة قيم D 1 و D 2 مع فائدة ويتم تقديمها في الشكل 19.11.
يمكن التوضيح هنا أن القفزة الهيدروليكية لا تبقى مستقرة على الأرضية الأفقية السلسة وتميل إلى التحرك للأسفل. قد يحدث الموقف عندما يكون العمق فوق الحرجة فوق الحرجة قد يسود على أعمال حماية المصب ، وقد يؤدي إلى تلفه. ولتجنب مثل هذا الوضع ، يتم توفير المنحدرات الجليدية ويتم نقلها إلى مستوى مثل هذا ، كلمات أخرى ، مستوى الأرضية الأفقية ثابت للغاية ، بحيث يتم تشكيل قفزة هيدروليكية مستقرة على الجليدية ، وتوجد داخل الأرضية الأفقية غير المكشوفة في pucca. .
يمكن حساب مستوى أو ارتفاع الطابق الأفقي إما عن طريق خصم طاقة معينة من د / ث (Ef 2 ) من خط الطاقة الإجمالي في د / ث أو خصم D 2 من مستوى ماء د / ث. وهو يضمن تشكيل القفزة الهيدروليكية على الجليد. من أجل ضمان التدفق الحر للاضطراب في الـ d / s يجب أن يكون طول الأرضية الأفقية المنفردة مساويًا لطول القفزة. يمكن أخذ طول القفزة 5 أضعاف فرق الأعماق المترافقة ، أي
طول القفزة L j = طول الأرضية الأفقية المنفردة - 5 (D 2 - D 1 ) يمكن تقليل طول حوض الهبوط عن طريق توفير تطبيقات مثل عتبة مسننة ، كتل مزلقة ، كتلة حوض في منتصف الحوض ، إلخ.
