Водосливы.

Если в потоке жидкости со свободной поверхностью установить искусственную преграду, уровень жидкости перед этой преградой повысится, и жидкость будет переливаться через нее. Подобные преграды называют водосливами.

Водосливы классифицируются по ряду признаков. В зависимости от формы сливного напора, называемого гребнем водослива, различают следующие типы водосливов:

1) с тонкой стенкой или острой кромкой .

2) с широким пологом, на таком пологе устанавливается почти параллельное струйное течение жидкости.

3) практического профиля, имеющий криволинейные очертания, соответствующие нижней поверхности струи жидкости при переливе через острый порог.

Если длина гребня водослива меньше ширины преграждающего потока, то в зависимости от формы выреза в преграждающей стенке, водослив может быть прямоугольным, треугольным, трапециидальным и параболическим.

Основной задачей при расчете водослива является определение расхода жидкости, протекающей через него.

Рассмотрим прямоугольный водослив с тонкой стенкой.

По мере приближения к водосливу уровень свободной поверхности перед ним постепенно снижается и принимает форму кривой спада. Снижение уровня перестает быть практически заметным на расстоянии от водослива равном 3 м. Н – глубина погружения гребня водослива – напор на водосливе.

Истечение рассматриваем как истечение из большого прямоугольного отверстия в тонкой боковой стенке.

Воспользуемся формулой: .

Принимаем Н₁=0, а Н₂ заменяем на Н, что соответствует случаю водослива, в этом случае пределы интегрирования при учете скорости подхода будут равны: верхний предел – Н+ , нижний и ,

Где в – ширина порога водослива (ширина отверстия); Н – напор над пологом водослива; - скорость подхода к гребню;

- пренебрегая, введем коэффициент , учитывающий неравномерность распределения скоростей и выражая через m (коэффициент расхода водослива)

.

Если не учитывать , то .

Коэффициент расхода m определяется опытным путем и зависит от напора Н и высоты водосливного порога р, его можно посмотреть в справочнике.

Для измерения расхода в трапециидальном водосливе в тонкой стенке ,

где - угол наклона боковой стенки; в – ширина водослива по низу; m – коэффициент расхода, определяется опытным путем.

При .

_.

Для водослива треугольной формы .