Principio del salto idraulico e del suo utilizzo nella progettazione di pavimenti impermeabili

Leggi questo articolo per conoscere il principio del salto idraulico e il suo utilizzo nella progettazione di pavimenti impermeabili.

In dighe, regolatori e altre strutture idrauliche sopra o attraverso le quali il flusso passa verso il basso, la dissipazione di energia è una considerazione importante. Richiede un'idonea progettazione di opere a valle come glaciali in pendenza, pavimento orizzontale o cisterna e altri dissipatori di energia. La progettazione di questi lavori comporta la determinazione dell'elevazione del pavimento orizzontale e la lunghezza del pavimento o della cisterna impervi.

Queste dimensioni possono essere ricavate dalla conoscenza degli elementi di salto idraulico come l'energia di salto pre e post-salto del flusso, la profondità di flusso e la profondità critica dell'acqua per l'intensità di scarica e l'energia da dissipare o la perdita di carico nel salto idraulico.

In condizioni appropriate quando un flusso superficiale che si muove con velocità elevata o ipercritica incontra un flusso in movimento lento di sufficiente profondità, si verifica un improvviso aumento della superficie dell'acqua. Questo improvviso aumento si chiama salto idraulico. In altre parole, il salto idraulico in un canale aperto è una brusca transizione dalla profondità dell'acqua D 1 da c a D 2 > D c . Gli elementi di salto possono essere calcolati conoscendo H L e q dalla seguente formula. Fare riferimento alla Fig. 19.8.

Dove D 1 - profondità pre-salto

D 2 = profondità post-salto (profondità coniugata)

Ef 1 = energia totale del flusso nella sezione pre-salto

Ef 2 = energia totale del flusso nella sezione post-salto

H L = Perdita di carico nel salto idraulico o = energia da dissipare

= Ef 1 - Ef 2 - hf

(hf è solitamente trascurato)

q = intensità della scarica

g = accelerazione dovuta alla gravità

D C = profondità dell'acqua critica

Con i valori noti di q e H L è piuttosto scomodo trovare D 1, D 2, Ef 1, Ef 2 dalle equazioni precedenti. L'aiuto delle curve può essere preso per facilitare i calcoli. Blench ha preparato le curve per dare Ef 2 per diversi valori di H L eq, è dato in Fig. 19.9.

Per scoprire i valori di D 1 e D 2 IS 4997 si ottengono curve in termini di parametri adimensionali come K L / D C

D 2 / D 1 e D 1 / D C. Pertanto, una volta che DC è calcolata dalla formula D 1 può essere letto dalla curva D 1 / D C fornita in IS 4997. Utilizzando questo valore di D 1, D 2 può anche essere calcolato da un'altra curva D 2 / D 1 . Le curve sono indicate in Fig. 19.10.

Lo svantaggio di utilizzare questa curva è che qualsiasi errore commesso nel trovare D 1 per interpolazione si rifletterà nel valore di D 2 e quindi, in tutti gli ulteriori calcoli. Per evitare il riporto di tale errore di interpolazione, due ingegneri CWC C. Chinnaswamy ed E. Sundaraiya hanno preparato due curve separate sullo stesso principio ma fornendo una relazione tra il fattore di perdita di carico (H L / D C ) e D 2 / D C e D C / D 1 rispettivamente. Queste curve possono essere adottate per scoprire i valori di D 1 e D 2 con beneficio e sono fornite in Fig. 19.11.

Qui può essere chiarito che il salto idraulico non rimane stabile sul piano orizzontale liscio e tende a spostarsi verso il basso. Può verificarsi una situazione in cui la profondità ipercritica del pre-salto può prevalere sulle opere di protezione a valle e danneggiarla. Per evitare una tale situazione è previsto un glaciale in pendenza e portato a un tale livello, in altre parole il livello del pavimento orizzontale è così fisso, che un salto idraulico stabile si forma sugli spalti ed è contenuto all'interno del pavimento orizzontale pucca impervio .

Il livello o l'altezza del piano orizzontale può essere calcolato deducendo l'energia specifica di d / s (Ef 2 ) dalla linea di energia totale di d / s (TEL) o deducendo D 2 dal livello dell'acqua di d / s. Assicura la formazione del salto idraulico sugli spalti. Per garantire un flusso libero di turbolenza sui d / s, la lunghezza del pavimento impervio orizzontale deve essere uguale alla lunghezza del salto. La lunghezza del salto può essere presa come 5 volte la differenza delle profondità del coniugato, cioè,

Lunghezza del salto L j = Lunghezza del pavimento impervio orizzontale - 5 (D 2 - D 1 ) La lunghezza del bacino di calma può essere ridotta fornendo delle appendici come il davanzale dentato, i blocchi dello scivolo, il blocco del bacino nel mezzo del bacino, ecc.