Гидравлический прыжок - часть потока в русле со свободной поверхностью, в пределах
к-рой происходит
резкий подъём уровня воды при переходе от бурного или стремит. течения к спокойному.
При этом скорость v1 стремит. течения больше волновой скорости
(т. е. больше скорости распространения волн на поверхности данной жидкости
), а глубина h1 меньше критич. глубины hкр;
при переходе к спокойному течению его скорость v2 становится
меньше волновой скорости, а глубина h2>hкр
(рис.). Участок Г. п., движение воды в к-ром носит сложный водоворотный характер,
наз. вальцом. В начале Г. п. идёт захват осн. потоком масс жидкости из вальца,
а в конце Г. п. жидкость осн. потока поступает в валец. T. о., между вальцом
и осн. потоком происходит обмен кол-вом движения, что ведёт к торможению осн.
течения и значит. потерям энергии.
Глубины h1
и h2 до и после Г. п. наз. взаимными или сопряжёнными
глубинами, а их разность (h2-h1) определяет
высоту Г. п. Длина L участка, на к-ром происходит резкое изменение глубин
потока, наз. длиной Г. п. Обычно Г. п. возникает при протекании воды через возвышение
на дне русла, при вытекании из-под щита или перетекании через водослив.
Осн. задача при расчёте
Г. п.- определение взаимных глубин, длины Г. п. и сопровождающих Г. п. потерь
энергии. Взаимные глубины определяются соотношением
где
- Фруда число, g - ускорение силы тяжести. Длина Г. п. определяется по
эмпирич. ф-лам, напр. для прямоугольных русел по ф-ле H. H. Павловского: L=2,5
(1,9 h2 - h1). Потери энергии в Г. п. в
этом случае .
При больших числах Фруда (Fr>2,5) эти потери составляют св. 50%, т.
е. Г. п.- хороший гаситель энергии. Поэтому Г. п. используется в гидротехнике,
напр. для защиты от размывов ниж. бьефа плотин. Так, если истечение воды через
гидротехн. сооружение происходит с образованием отогнанного Г. п., т. е. отодвинутого
на нек-рое расстояние от сооружения, то во избежание размывов дна ниже сооружения
устраивают водобойные колодцы, стенки, чтобы приблизить Г. п. к сооружению (т.
е. превратить его в затопленный).
Литература по гидравлическому прыжоку
Чугаев P. Р., Гидравлика. (Техническая механика жидкости), 4 изд., Л., 1982, гл. 8.
Знаете ли Вы, что в 1974 - 1980 годах профессор Стефан Маринов из г. Грац, Австрия, проделал серию экспериментов, в которых показал, что Земля движется по отношению к некоторой космической системе отсчета со скоростью 360±30 км/с, которая явно имеет какой-то абсолютный статус. Естественно, ему не давали нигде выступать и он вынужден был начать выпуск своего научного журнала "Deutsche Physik", где объяснял открытое им явление. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
), а глубина h1 меньше критич. глубины hкр;
при переходе к спокойному течению его скорость v2 становится
меньше волновой скорости, а глубина h2>hкр
(рис.). Участок Г. п., движение воды в к-ром носит сложный водоворотный характер,
наз. вальцом. В начале Г. п. идёт захват осн. потоком масс жидкости из вальца,
а в конце Г. п. жидкость осн. потока поступает в валец. T. о., между вальцом
и осн. потоком происходит обмен кол-вом движения, что ведёт к торможению осн.
течения и значит. потерям энергии.
- 
.
При больших числах Фруда (Fr>2,5) эти потери составляют св. 50%, т.
е. Г. п.- хороший гаситель энергии. Поэтому Г. п. используется в гидротехнике,
напр. для защиты от размывов ниж. бьефа плотин. Так, если истечение воды через
гидротехн. сооружение происходит с образованием отогнанного Г. п., т. е. отодвинутого
на нек-рое расстояние от сооружения, то во избежание размывов дна ниже сооружения
устраивают водобойные колодцы, стенки, чтобы приблизить Г. п. к сооружению (т.
е. превратить его в затопленный).
