ческими соображениями, потери hf при ламинарном режиме пропорциональны первой степени средней скорости Й, при турбулентном: же — примерно квадрату этой скорости, так что для этих двух режимов потери определяются формулами: hf^aVl (7), hf = AV4 (8), где I — длина потока, А и а — нек-рые коэффициенты, зависящие от различных свойств потока, и условий его движения. Для практических целей наибольшее значение имеет турбулентный режим, который мы дальше и имеем в виду; что касается ламинарного, то наиболее важным для практики случаем его является движение грунтовых вод (см.).
Местные потери hj весьма удачно выражены формулой: = О). где S — коэффициент, зависящий от характера «местных препятствий» (поворот, кран и т. д.), ускорение силы тяжести.
Практические приложения. Основные положения Г. послужили для разработки расчетных формул и способов, применяемых в различных практических приложениях . 1) Напорные трубопровод ы. К таким трубопроводам относятся: трубы городских и сельских водопроводов, напорные трубы гидроэлектрических установок, некоторые виды труб под жел. — дор. и др. наСыпями и т. п., причем во всех этих случаях Г. дает способы для определения необходимых размеров труб и для решения целого ряда др. вопросов, возникающих при проектировании и постройке названных сооружений. Если возьмем какой-либо участок такой трубы длиною I (рис. 2), то основную зависимость для расчетов можно представить в виде: ь л. г v> „ .
= (10)’ где hf — потеря напора на трение по длине I, Л — опытный коэффициент, прочие обозначения указаны выше. Приблизительно для Я можно пользоваться значениями: для чугунных и бетонных труб Л=0, 02, для железных клепанных Л =0, 025. Однако, это — лишь примерные значения; более подробно см. лит., 6. 2) Каналы и реки. Ниже даны основные указания о так наз. «равномерном движении», при котором живое сечение становится неизменным по всей длине данного участка потока. Основными формулами для расчета здесь являются: Q = 0JV — V^CVRi (И), где г — продольный уклон канала или реки, т. е. падение дна, приходящееся на единицу длины потока; R — так наз. гидравлический радиус, т. е. отношение площади живого сечения (о к смоченному периметру (последний представляет ту часть периметра живого сечения, по к-рой имеется соприкосновение жидкости со стенками русла); наконец, С есть экспериментальн. коэффициент; прочие обозначения указаны выше. Для. определения коэффициента С может служить, напр., формула профессора Форхеймера: C= (12),
i | ! Iв к-рой значение п составляет: для бетонных стенок — 0, 014, для бутовой кладки — 0, 017, для земляных каналов — 0, 025, для каналов и рек в плохих условиях (заросли, обвалы и проч.) — 0, 035, и т. д. (подробнее см. лит., 6).
Названные зависимости имеют весьма обширные приложения при проектировании и постройке судоходных, осушительных и оросительных каналов, при выправительных работах на реках, при расчете каналов, гидросиловых установок ит. п. З) Отверстия. При определении необходимых размеров отверстий в различных сосудах, баках, шлюзах и проч., а также в некоторых частях плотин, основную зависимость имеем в виде: Q = ц • <о • (13), где со — площадь отверстия, Н — напор, т. е. высота слоя жидкости, под влиянием к-рой исходит истечение из отверстия, g — ускорение силы тяжести, у, — коэффициент, называемый «коэффициентом расхода». Значение его приблизительно таково: для отверстий в тонкой стене //=0, 6, для отверстий донного типа //=0, 7, для отверстий с внешними «насадками» //=0, 8 (такая насадка есть короткая цилиндрическая труба, присоединенная к отверстию с внешней стороны).
Скорость V истечения из отверстия под напором Н при идеальной жидкости (без трения) была бы равна: V = V2gH (так наз. формула Торричелли), в действительных же жидкостях: 7= (14), где поправочный коэффициент <р<1 (для отверстий в тонкой стенке ср^ 0, 97, при указанных выше насадках ср 0, 82 и т. д.).
4) Водосливы. Если струя жидкости переливается через верх некоторой стенки, перегораживающей поток (рис. 3), то получаемое при этом гидравлическое явление носит название водослива. Теория водослива чрезвычайно важна для гидротехники, так как позволяет правильно назначать основные размеры (т. н. отверстия) плотин, мостов, некоторых видов труб и т. д., а также служит для решения целого ряда других весьма существенных вопросов гидротехники. Эта теория разработана в Г. весьма обстоятельно, здесь же мы приведем лишь основную исходящую зависимость: Q= (15), где Q — расход воды через водослив, Ъ — длина ребра стенки, через к-рое происходит перелив, Н — напор на водосливе (рис. 3), М — коэффициент расхода, значение которого при размерах в м таково: для водослива «практической формы» М=2 (при плавных стенках, рис. 4) и М = 1, 75 (при неплавной форме стенок, рис. 5), для водосливов с широким порогом (рис. 6) М = 1, 5. Отметим, что основная формула (15) относится к незатопленным водосливам, т. е. к таким, у которых уровень воды АВ непосредственно за стенкой стоит ниже ребра этой стенки (рис. 3); если же этот уровень выше ребра водосливной стенки (рис. 7), то водослив называется затопленным.
В последнем случае расход воды будет меньше, чем по формуле (15), вследствие подпора
