Hydraulika koryt otwartych

Najczęściej spotykane w przyrodzie przepływy wody są przepływami ze swobodnym układem zwierciadła. Znajomość kształtowania się układu zwierciadła wody w korytach cieków w ruchu ustalonym lub nieustalonym albo nad- lub pod-krytycznym jest nieodzownym elementem przy wyznaczaniu przepustowości koryt, określaniu oddziaływania budowli hydrotechnicznych, wyznaczaniu warunków stabilności dna lub modelowaniu dynamiki cieczy.

Treść programu obejmuje przepływy w korytach otwartych (cieki naturalne, sztuczne kanały, rzeki) i bezciśnieniowe przepływy w przewodach zamkniętych. W pierwszej części analizowane są rodzaje ruchu wody w korytach otwartych, obliczanie przepustowości koryt naturalnych w różnych okresach wegetacji i warunkach utrzymania oraz ruch w przewodach zamkniętych ze swobodnym lustrem wody. Dalsza część przedmiotu dotyczy wpływu budowli hydrotechnicznych na kształtowanie się układu zwierciadła wody w zależności od rodzaju ruchu wody oraz reżimu przepływu. Jako kolejne realizowanie są podstawowe informacje z zakresu obliczania dynamiki cieczy.

Wykłady:

1. Ruch ustalony i nieustalony, równanie ciągłości przepływu 2

2. Ruch laminarny i turbulentny w korytach otwartych 1

3. Obliczanie przepustowości koryt naturalnych, przekroje wielodzielne 1

4. Przekrój hydraulicznie najkorzystniejszy 1

5. Ruch podkrytyczny, krytyczny i nadkrytyczny 1

6. Wolnozmienny ustalony przepływ w korycie, badanie przebiegu krzywej zwierciadła wody 2

7. Metody rozwiązywania ruchu wolnozmiennego 2

8. Szybkozmienny ustalony i nieustalony przepływ w korycie, odskok hydrauliczny, spiętrzenie, 2

9. Przelewy o ostrej krawędzi i szerokiej koronie, zwężkowe kanały miernicze, przepusty, zwężenie czynnego przekroju poprzecznego 1

10. Wypływ cieczy ze zbiornika, uderzenie hydrauliczne 1

11. Modelowanie numeryczne przepływów w rzekach i kanałach - przykłady 1

Ćwiczenia:

1. Określenie kształtu koryta hydraulicznie najkorzystniejszego, 2

2. Określenie oporów ruchu w korycie otwartym - pomiary terenowe, 4

2. Określenie rodzaju ruchu w korycie otwartym, liczba Re, Fr - pomiary laboratoryjne, 2

3. Obliczenie przepustowości odcinka cieku w różnych warunkach utrzymania koryta (n const) - pomiary laboratoryjne, 5

4. Określenie wartości naprężeń stycznych - pomiary laboratoryjne, 4

5. Określenie wydatku przelewu 2

6. Opływ ciała zanurzonego w wodzie, przepływ przez przewężenie, - pomiary laboratoryjne, 4

7. Określenie warunków zatopienia odskoku hydraulicznego, - pomiary laboratoryjne, 2

8. Zasięg cofki, - pomiary laboratoryjne, 2

9. Kolokwium zaliczeniowe 2

10. Zaliczenie 1

Kubrak J.,1998, Hydraulika techniczna, Wyd. SGGW, Warszawa,

Lewandowski J.B., 2006, Mechanika płynów, AR w Poznaniu,

Szymkiewicz R., 2000, Modelowanie matematyczne przepływów w rzekach i kanałach, Wyd. Nauk. PWN,

Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., 2001, Mechanika płynów w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa

Walkowiak M.A, Open Chanel Flow Measurement Handbook, Teledyne Isco, USA,

Książek L., materiał dydaktyczny www.matrix.ar.krakow.pl/~lksiazek