Водослив практического профиля

Водосливы практического профиля могут иметь любую форму поперечного профиля водосливной стенки и соответственно могут быть полигонального, криволинейного или комбинированного очертания.

Среди большого числа возможных вариантов формы водосливной стенки особое значение в практическом отношении имеют водосливы криволинейного очертания, так называемые вакуумного и базвакуумного профиля.

Безвакуумный профиль образуется, если его сливная поверхность очерчивается по форме нижней поверхности свободной струи, сходящей с водослива с острым порогом (линия АВС на рис. 8.13). Практически водосливную стенку делают в запас несколько полнее (пунктирная линия АВС).

Рис. 8.13 Рис. 8.14

Для безвакуумного профиля по опытным данным коэффициент расхода m=0, 49. Координаты профиля АВС по Офицерову приводятся в справочной литературе.

Вакуумный профиль образуется, если его водосливная грань очерчивается не по форме свободной струи (линия АВС на рис. 8.13), а в сокращенной форме (по линии на рис. 8.14). В этом случае под струей (между струей и водосливной гранью) воздух постепенно отсасывается и возникает вакуум. Струя ложится на сливную грань водослива, и под ней вдоль сливной грани, следовательно, давление

Такой профиль по сравнению с безвакуумным имеет больший коэффициент расхода , что представляется физически совершенно понятным, так как скорость течения (например, в точке М) вследствие вакуума больше соответствующих скоростей для безвакуумного профиля. Как показывают опыты, коэффициент расхода достигает большого значения (m_вак=0, 55 и более).

Общая формула расхода остается в силе и для водослива практического профиля. При расчетах обычно приходится учитывать скорость подхода, боковое сжатие и затопление.

Первые два фактора учитываются так же, как и для водослива с острым порогом. Но учет затопления имеет некоторую особенность, заключающуюся в том, что затопление для вакуумных профилей начинается несколько раньше, чем для безвакуумных.

Для вакуумных профилей затопление начинается в тот момент, когда свободная поверхность нижнего бьефа окажется расположенной около или выше некоторой точки А (рис. 8.15) и вакуум уменьшится или будет устранен полностью. В таких условиях скорости течения уменьшается и уменьшится расход.

По исследованиям Н.П. Розанова, затопление начинает сказываться, как только

(8.29)

Практически считают, что при водослив не затоплен; при водослив затоплен (рис. 8.15).

Замечание. Коэффицинет расхода m всецело зависит от формы водосливной стенки и напора Н. Чем меньше напор и чем больше водослив приближается к типу водослива с широким порогом, тем коэффициент расхода становится меньше.

Следует отметить, что с увеличением напора любой водослив криволинейного безвакуумного профиля, может перейти в вакуумный водослив.