Определение коэффициента расхода

При определении коэффициента расхода основными факторами, которые должны быть учтены, являются скорость подхода, боковое сжатие и затопление.

Коэффициент расхода для свободной струи по формуле Базена

. (8.2)

Эта формула справедлива при напоре м.

Учет скорости подхода. Скоростью подхода называется средняя скорость потока в русле перед сооружением (перед водосливом), следовательно,

(8.3)

Здесь Q – расход, а - площадь поперечного сечения потока перед сооружением.

Скорость подхода при прочих равных условиях повышает расходы водослива. Поэтому можно написать:

,

где m₀ определяется по (8.2), как для свободной струи, а m₁ > 1, 0 и определяется по различным эмпирическим формулам, например по формуле Базена:
.

Тогда расчетный коэффициент расхода

. (8.5)

Можно поступить иначе. Сохраняя коэффициент расхода m отвечающим свободной струе, напор Н в формуле (8.1) заменить напором Н₀, равным:

,

и тогда расход определить по формуле

. (8.6)

Формула (8.6) используется главным образом при расчете водослива практического профиля и водослива с широким порогом. Для водослива с острым порогом обычно применяется формула (8.5).

Учет бокового сжатия. Явление сжатия при истечении через водослив сводится к уменьшению ширины водосливного потока в сравнении с шириной водосливного отверстия. Физические причины этого явления те же. Что и при истечении из отверстий, - не параллельность элементарных струй перед входом потока на водослив.

рис. 8.8.

Таким образом, можно записать:

, (8.7)

где b_c, ε и b соответственно – ширина струи, коэффициент сжатия и ширина отверстия водослива.

При этом формулу расхода можно представить в таком виде:

(8.8)