Theoretical and Experimental Investigation of Hydraulic Jumps in Closed Conduits

Аннотация

В статье рассматриваются условия формирования гидравлических прыжков в трубопроводах, их виды и характерные места возникновения. Представлен теоретический метод определения связи между сопряжёнными глубинами и её влияние на гидравлический режим трубопровода. В самотечных трубопроводах могут наблюдаться безнапорный, напорный и смешанный режимы течения. Переход от напорного к безнапорному происходит плавно, тогда как обратный переход сопровождается разрывом свободной поверхности, аналогичным гидравлическому прыжку в открытых каналах. При заданном расходе положение прыжка зависит только от величины потока: с его увеличением прыжок смещается вверх по течению. Поведение гидравлических прыжков и вызываемое ими сужение потока в круглых трубах изучены недостаточно, хотя сравнение теории с экспериментальными данными показывает обнадёживающее соответствие. Анализ особенно важен для многоцелевого использования водоводов, где для энергетических целей предпочтительны участки с безнапорным режимом.