Гидравлический прыжок
— явление резкого скачкообразного повышения уровня воды в открытом
русле
при переходе потока жидкости из так называемого
в спокойное
.
Гидравлический прыжок наблюдается, например, при вытекании потока воды из-под
плотины
, установленной на реке. В этом случае в самом начале русла, следующего за плотиной, уровень воды понижен, а на некотором расстоянии от плотины он повышается.
Содержание
Механизм возникновения гидравлического прыжка
Гидравлический прыжок можно рассматривать как остановившуюся
волну
перемещения. Если находящийся в бурном состоянии поток внезапно преградить, то уровень воды перед преградой резко повысится. При этом создаётся волна, которая распространется вверх по течению (обратная положительная волна); высота и скорость её перемещения будут постепенно уменьшаться вверх по течению.
Классификация гидравлических прыжков
В зависимости от условий, при которых возникают гидравлические прыжки, они могут быть разделены на следующие виды:
совершенный
, или
донный
, — наблюдается при отсутствии стеснения русла по вертикали, например в виде уступа дна; при этом заметно выражены поверхностный валец с обратным направлением скорости у свободной поверхности и зона поступательно движущейся жидкости;
несовершенный
, или
волнистый
, — представлен рядом последовательных постепенно затухающих волн; поверхностный валец отсутствует;
подпёртый
— так же как и совершенный, имеет развитый поверхностный валец, но подпирается с низовой стороны стенкой или выступом дна;
поверхностный
— поступательно перемещающаяся часть потока сосредоточена в поверхностной зоне, а валец с обратным направлением скоростей — в придонной части.
Уравнение гидравлического прыжка
Расчёт уравнения гидравлического прыжка осуществил в 1838 г. французский учёный
Жан-Батист Беланже
.
Примечания
, с. 387.
Литература
Штеренлихт Д. В.
Гидравлика: Учебник для вузов. —
М.
: Энергоатомиздат, 1984. — 640 с. —
28 000 экз.