Гашение энергии при донном режиме

Наиболее эффективное гашение энергии при донном режиме происходит в затопленном прыжке, который образуется при глубине в нижнем бьефе , не­сколько большей глубины , сопряженной с глубиной в сжатом сечении на водобое (рис. 2.22). Принимается обычно .

Рис. 2.22 Диаграмма преобразования и гашения энергии при сопряжении бьефов ()

Для вычисления длины lп прыжка имеется ряд формул. Хоро­шее совпадение с опытными данными дает формула

 
                      (2.43)

 
и - глубины потока до и после прыжка.

В пространственных условиях, т. е. когда работающие отверстия составляют часть общего водосбросного фронта, глубина , при которой затапливается прыжок, меньше второй сопряженной глубины ,

получающейся в условиях плоской задачи. Это обстоя­тельство следует учитывать при определении отметки водобоя из условия затопления прыжка.
Используя расчетную схему и формулы М. З. Абрамова, удается выра­зить сопряженную глубину  в долях от  в зависимости от отношения  -ширины нижнего бьефа к ширине струи в начальном сечении.

В пространственных условиях ширина транзитной струи изменяется незначительно. М. 3. Абрамов принял ее постоянной, равной ширине в начальном сечении.

На рис. 2.22 показано изменение вдоль нижнего бьефа удельной энергии потока при донном режиме, представленной высотами во­дяного столба .

Кинетическая энергия потока в прыжке снижается по мере увеличения глубины в сечениях прыжка; часть энергии преобразуется в потенциальную Епот при повышении уровня от  в сжатом сечении до  за прыжком, часть в энергию турбулентной пульсации , где  - коэффициент, учитывающий ин­тенсивность пульсации актуальных (мгновенных) скоростей. Часть энергии () рассеивается.

В сечениях за прыжком происходит выравнивание осредненных скоростей, уменьшение  до уровня, отвечающего равномерному потоку, и, следовательно, дальнейшее уменьшение кинетической энергии. Турбулентные пульсации с удалением от прыжка также затухают.

Эпюра осредненных скоростей и турбулентная пульсация стабилизируется в гладком русле на расстоянии от сжатого сечения , где поток становится равномерным, в шероховатом русле участок стабилизации может быть значительно короче.