RIN Hydraulika koryt s pohyblivým dnem

Prezentace na téma: "RIN Hydraulika koryt s pohyblivým dnem"— Transkript prezentace:

1 RIN Hydraulika koryt s pohyblivým dnem
Říční inženýrství Hydraulika koryt s pohyblivým dnem 141RIN

2 Co očekáváte, že se dovíte ?. . . . a co se chcete dozvědět ?
RIN Co očekáváte, že se dovíte ? a co se chcete dozvědět ? 141RIN

3 Proč má smysl se pohyblivým dnem zabývat ?
Erozní činnost (degradation) a zanášení (aggradation) v korytě Pohyb splavenin (spotřeba energie na pohyb částic) Tvorba splaveninových útvarů (makrodrsnost dna) 141RIN

4 Eroze a zanášení koryta
Obecná výmolná činnost (general scour) – důsledek rovnovážné bilance transportních procesů Výmol v zúžení (constriction scour) –výsledkem zúžení proudu nebo jeho koncentrací do hlavního koryta Lokální výmol (local scour) – je vyvolán účinkem konstrukce na proud 141RIN

5 Všeobecný výmol Vývoj dna Úroveň dna v [m] Vzdálenost v [m] 10 20 30
10 20 30 40 50 60 70 80 90 2000 4000 6000 8000 10000 Vzdálenost v [m] Úroveň dna v [m] 0 roků 2 roky 4 roky 6 roků 8 roků 10 roků konečný s. 141RIN

6 Výmol v zúžení 141RIN

7 Lokální výmol 141RIN

8 Spotřeba energie proudu
Transport splavenin zmenšuje rychlost vody – což lze dokázat úvahou o hybnosti , kde hmotnost M objemu V směsi vody a splavenin je V1 je objem splavenin tedy rychlost směsi vs 141RIN

9 Spotřeba energie proudu
Důsledkem nerovnosti je reakce proudu na zbavení splavenin, kdy se zvětší rychlost proudu – hladová voda. Pokud uvažujeme průřezovou rychlost směsi vody a splavenin vs, lze nárůst odporů spočítat např. z Manningovy rovnice 141RIN

10 Tvorba útvarů ve dně Část částic je v kontaktu se dnem a část ve vznosu 141RIN

11 Tvorba útvarů ve dně Částice u dna ztrácejí dočasně pohyb, vytvářejí dnové útvary Důsledek – drsnější dno → zvýšení odporů proud postup vrásy 141RIN

12 Tvorba útvarů ve dně drsnější dno → zvýšení odporů 141RIN

13 Vlastnosti splavenin 141RIN

14 Charakteristiky splavenin
K důležitým vlastnostem splavenin patří Velikost d, tvar zrna, zrnitostní složení splaveninové směsi (křivka zrnitosti) Usazovací rychlost w Úhel vnitřního tření f pod vodou Měrná hmotnost částic rs 141RIN

15 Úhel vnitřního tření částicového materiálu pod vodou
Je možné jej zjistit vsypáním částic sedimentu do stojící vody a měřením kritického úhlu u paty ponořeného kuželu uloženého sedimentu. Úhel tření ponořeného materiálu závisí na velikosti, tvaru a měrné hmotnosti (reprezentativní) částice splaveninové směsi 141RIN

16 Úhel vnitřního tření částicového materiálu pod vodou
141RIN

17 Křivka zrnitosti 141RIN

18 Konečná usazovací rychlost w kulovité částice
Rovnováha tíhové vztlakové a odporové síly Tato usazovací rychlost je konečnou (terminální), pokud je splněna rovnováha sil. V počáteční fázi velké rychlosti usazování w odporová síla převažuje a dochází ke zpomalování rychlosti usazování až do okamžiku dosažení rovnovážného stavu. 141RIN

19 Konečná usazovací rychlost w kulovité částice
Součinitel odporu CD závisí na tvaru a mění se s hodnotou Reynoldsova čísla Re 141RIN

20 Konečná usazovací rychlost w kulovité částice
Pro oblast nízkých Re=wD/n< 0,1, (tj. průměr částic d < 0,05 mm při rs=2600 kg/m3) je platný Stokesův zákon CD=24/Re Pro oblast Re>500, (tj. průměr částic d > 2 mm při rs=2600 kg/m3) je CD=0,445 141RIN

21 Konečná usazovací rychlost w nekulovité částice
Nekulový tvar částice redukuje její usazovací rychlost. Redukce je pomocí tvarového faktoru, který je definován jako poměr rychlostí nekulovité a rychlosti kulovité částice Tvarový faktor je funkcí: Objemového tvarového faktoru k (k=0.26 pro písek , štěrk) bezrozměrného průměru částice d* Velikost konečné usazovací rychlosti pískové částice je cca 50-60% hodnoty rychlosti kulovité částice ekvivalentního průměru 141RIN

22 Konečná usazovací rychlost pískové částice
141RIN

23 Konečná usazovací rychlost pískové částice
Konečná usazovací rychlost pískových a štěrkových částic užitím rovnic Stokesovy, Budryckovy a Rittingerovy 141RIN

24 Rušená sedimentace – usazovací rychlost
141RIN

25 Rušená sedimentace – usazovací rychlost
141RIN

26 Hustota splaveninových částic
V přirozených podmínkách se ze všech parametrů mění nejmémně, pro přirozené splaveniny se může uvažovat hodnota 2650 kg/m3 (obvykle pro štěrkopískové částice v rozmezí ). Závisí na mineralogickém složení. Měrná hmotnost splaveninové směsi – je třeba uvažovat s pórovitostí přirozeného nebo uloženého materiálu. 141RIN