Thực nghiệm mô hình thủy lực

trờng đại học thuỷ lợi Bộ môn thủy công Phạm ngọc quý THC NGHIM Mễ HèNH THY LC CễNG TRèNH THY LI Hà nội 2012 MC LC Li núi u Chng 1: M u 1.1 Phng phỏp gii quyt cỏc thy ng lc hc 1.2 Ni dung ca thc nghim mụ hỡnh thy lc 1.3 Mụ hỡnh vt lý v mụ hỡnh toỏn 1.4 Mc ớch, nhim v v tin li ca nghiờn cu thc nghim mụ hỡnh thy lc Chng 2: Lý thuyt tng t cỏc hin tng thy ng lc hc 2.1 Khỏi nim chung 2.2 Phõn tớch th nguyờn v ng dng 2.3 Khỏi nim c bn v lý thuyt tng t 2.4 Nhng quy lut chung ca tng t c hc 2.5 Tng t theo tiờu chun Froude 2.6 Tng t theo tiờu chun Reynolds 2.7 Tng t theo tiờu chun Weber 2.8 Tng t theo tiờu chun Caushyl 2.9 Mụ hỡnh húa cỏc hin tng khớ thc 2.10 iu kin gii hn ca tng t c hc 2.11 Phng phỏp xỏc nh tng t cỏc hin tng phc Chng 3: Phng phỏp v k thut thc nghim mụ hỡnh Thy lc 3.1 Cụng tỏc chun b 3.2 Cỏc loi mụ hỡnh thy lc 3.3 nh v v xõy dng mụ hỡnh 3.4 Thit b ca phũng thớ nghim 3.5 K thut v phng phỏp o Chng 4: Mụ hỡnh húa cỏc hin tng thy lc 4.1 Nghiờn cu gii phỏp b trớ tng th u mi cụng trỡnh thy li 4.2 Mụ hỡnh trn v tiờu nng sau cụng trỡnh thy li 4.3 Mụ hỡnh dũng chy trn khớ 4.4 Nghiờn cu dũng chy khụng cú mt khớ 4.5 Nghiờn cu s rung ng ca cụng trỡnh 4.6 Nghiờn cu mụ hỡnh lũng dn h Chng 5: Thc nghim mụ hỡnh tng t 5.1 Nguyờn tc ca thc nghim mụ hỡnh tng t 5.2 Phng phỏp tng t in thy ng lc hc 5.3 Phng phỏp tng t khe hp 5-4 Phng phỏp tng t thy- khớ Chng 6: Nghiờn cu thc t 6.1 Mc ớch, ý ngha v ni dung 6-2 Nguyờn tc v phng phỏp quan trc cỏc yu t thy lc 6.3 Quan trc cỏc yu t thy lc Ti liu tham kho LI NểI U Mụn hc Thc nghim mụ hỡnh thy lc cụng trỡnh liờn quan trc tip n mụn hc Thy lc, Thy cụng, p v h cha, Cụng trỡnh trờn h thng Thy li, Tớnh toỏn Thy lc cỏc cụng trỡnh thỏo nc Ch cú th t c kt qu tt mụn hc ny, ó nm vng nhng kin thc ca cỏc mụn hc liờn quan, nht l mụn Thy lc, p v h cha, Tớnh toỏn Thy lc cỏc cụng trỡnh thỏo nc, Toỏn ng dng v mt s mụn hc khỏc Thc nghim mụ hỡnh thy lc cụng trỡnh gm cú 06 chng Chng m u nờu mc ớch, ni dung v phng phỏp nghiờn cu trờn mụ hỡnh Chng th hai trỡnh by lý thuyt c bn ca tng t gia hin tng thy lc trờn mụ hỡnh v thc t Phng phỏp v k thut thc nghim c núi mt cỏch c bn chng ba Chng bn s gii thiu nghiờn cu thc nghim qua mụ hỡnh húa cỏc hin tng thy lc Thc nghim mụ hỡnh tng t c trỡnh by chng nm Nghiờn cu thc t l mt trng hp nghiờn cu thc nghim c bit, c a chng cui cựng Chng sỏu ca ti liu ny Cun sỏch ny c b sung, nõng cao v m rng t bi ging cao hc mụn hc Thc nghim mụ hỡnh thy lc cụng trỡnh c vit ln u vo nm 1992 Trong tỏc phm cú tham kho cỏc n phm ca cỏc nh khoa hc v ngoi nc thuc cỏc lnh vc ca ngnh cụng trỡnh thy, nht l ca cỏc ging viờn thuc B mụn Thy cụng Trng i hc Thy li Ti liu ny ginh cho hc viờn cỏc lp cao hc ngnh cụng trỡnh, cho cỏc nghiờn cu sinh v cú th dựng tham kho cho cỏc k s, cỏc nh nghiờn cu thy cụng, lnh vc cụng trỡnh thy, khụng riờng gỡ phũng thớ nghim m cũn c ngoi thc a Nhõn õy chỳng tụi xin chõn thnh cm n GS Nguyn Chin, GS Nguyn Vn Mo, cỏc thy cụ giỏo B mụn Thy cụng Cm n Khoa hc cụng trỡnh, Phũng o to i hc v Sau i hc v mi s giỳp quý bỏu cho n phm i Chc chn cun sỏch khụng trỏnh thiu sút, hn ch Tỏc gi rt mong nhn c nhng ý kin trao i tho lun, úng gúp ca ng nghip v c gi gn xa Mi s liờn h xin gi v B mụn Thy cụng, khoa cụng trỡnh, trng i hc Thy li, 175 Tõy Sn, ng a H Ni T tỏc gi CHNG I: M U Mt nhng c bn ca cụng trỡnh thy li l thy ng lc hc Khoa hc v nhng quy lut chuyn ng ca cht lng thc cng nh tỏc ng tng h gia nú vi mụi trng xung quanh (vớ d nh: nn, cụng trỡnh) Nhng nh lut c bn ca c hc cht lng D Bernoulli v L Euler a t gia th k 18 n u th k 19 mt lot cỏc nh khoa hc ni ting ó t c nhng kt qu ln v mt lý thuyt nh Saint-Venant, Giukovsky, Boussinesq T th k 20 n nay, lnh vc c hc cht lng núi chung v thy lc núi riờng, nhiu thnh tu to ln v mt lý thuyt v thc nghim ó khụng ngng ny n v ln mnh Thc t phỏt trin ca ngnh c hc cht lng v thy lc, nht l thy lc cụng trỡnh, ó ch rng thc nghim mụ hỡnh thy lc ngy cng phỏt trin v cng khụng th thiu nú nhng nghiờn cu c bn v nghiờn cu ng dng 1.1 PHNG PHP GII QUYT CC VN THY NG LC HC Yờu cu hin v xõy dng cụng trỡnh thy li ngy cng ũi hi phi gii quyt nhng tng hp hn, phc hn Nhng nh nghiờn cu thng s dng cỏc phng phỏp: Phng phỏp lý lun, phng phỏp gii, phng phỏp thc nghim, Phng phỏp kt hp Mi phng phỏp cú th mnh riờng S l khụng , nu ch s dng cỏc phng phỏp gii, hoc phõn tớch tỡm kt qu mong mun gii quyt cỏc ca thy ng lc hc Cn tỡm tũi cỏc phng phỏp hu nghim Hin nay, nghiờn cu thy lc, gii quyt nhng thy ng lc hc phc u hng ti vic s dng tin hc Ngha l cỏc nh nghiờn cu, cỏc nh xõy dng lnh vc k thut ti nguyờn nc ngoi s dng cỏc phng phỏp c in cũn s dng cỏc thit b t ng húa, cỏc k thut vi tớnh hin i Vic s dng mỏy vi tớnh t ng ghi, s lý s liu nghiờn cu thy lc cụng trỡnh ó to mt s thay i ln vic gii quyt hng lot cỏc hin tng thy lc phc Nhiu phng phỏp mi da trờn phng phỏp s ca mụ t toỏn hc cỏc hin tng thy ng lc hc cn nghiờn cu, ó v ang c tỡm tũi sỏng lp S phỏt trin ú i theo hai hng 1) Cỏc phng phỏp c in tip tc c s dng nhng vi s h tr ca k thut tớnh toỏn hin i 2) Tỡm kim nhng phng phỏp mi gii quyt cỏc bi toỏn phc tp, m cỏc phng phỏp c in khụng gii quyt ni Vi yờu cu phng phỏp mi ú gii quyt va nhanh, va cú kt qu chớnh xỏc ỏp ng kp thi yờu cu s dng Nhiu nh nghiờn cu hin cho rng s dng mụ hỡnh toỏn nghiờn cu thy lc l chớnh xỏc hn, tin li hn so vi thc nghim trờn mụ hỡnh vt lý Song nghiờn cu trờn mụ hỡnh vt lý khụng th b lóng quờn, m tip tc phỏt trin mnh bi tớnh hiu qu, tớnh hp lý v th mnh riờng ca nú Hỡnh 1-1 Mụ hỡnh thy lc nghiờn cu chng xúi cho cng vựng triu 1.2 NI DUNG CA THC NGHIM Mễ HèNH THY LC 1.2.1 Cỏc loi nghiờn cu thc nghim Nghiờn cu thc nghim mụ hỡnh thy lc da trờn c im ca hin tng cn nghiờn cu, c chia thnh hai lnh vc ch yu: Nghiờn cu c bn v nghiờn cu ng dng Nghiờn cu c bn gii quyt chung, cú phm vi ng dng rng rói v phc v cho s phỏt trin tip theo ca lý lun thy ng lc hc Vớ d nh nghiờn cu dng ng mt nc ca dũng khụng n nh ba chiu, nghiờn cu nhng quy lut chuyn ng ca bựn cỏt, Nghiờn cu ng dng trc tiờn l gii quyt nhng c th ca thy lc mi liờn quan n thit k, thi cụng v khai thỏc s dng cỏc thit b, cụng trỡnh hoc h thng cụng trỡnh thy li c th no ú Hai loi nghiờn cu trờn Hin khú m tỡm thy mt biờn gii rừ rng Trong nghiờn tngTLH cu ng dng cng cn ng thi gii quyt mt s ca lý thuyt c bn V Nghiờn ngc li nghiờn cu c bn thy lc cụng trỡnh u xut phỏp t ũi hi cp Phõn tớch th nguyờn cu Phõn tớch toỏn hc bỏch ca s phỏt trin k thut v phc v trc tip cho nghiờn cu ng dng Cng ngy hai ni dung trờn cng hũa quyn vo nhau, vy s phõn chia trờn ch l hỡnh thc thc, l tng i Mụ hỡnh toỏn hc 1.2.2 Ni dung thc hin mụ hỡnh thu lc t Mụ hỡnh vt lý gii quyt nhng nghiờn cu ngy cng a ng v phc ca thy lc, chỳng ta thng s dng s dng cỏc phng phỏp nghiờn cu cỏc ni dung chớnh nh hỡnh 1.2 TT bng s TT tng t TT phi hp MH thy lc s MH khớ MHtng t t Hỡnh 1.2.S v ni dung nghiờn cu thc nghiờm mụ hỡnh Thy lc Nghiờn cu trờn mụ hỡnh thy lc, cú c t vic ỏp dng phng phỏp phõn tớch th nguyờn, da trờn lý thuyt tng t c hc ca dũng nc Phng phỏp ny ũi hi nhng kin thc v lý thuyt tng t, k thut thit k v xõy dng mụ hỡnh, thit b thớ nghim, k thut o v ỏnh giỏ kt qu o Nghiờn cu trờn mụ hỡnh vt lý khỏc (ngoi mụ hỡnh thy lc) vi vic s dng nhiu cht khỏc ngoi nc Trong trng hp ny ngoi kin thc v lý thuyt tng t, cỏc nh lut tng t cũn phi nm c k thut v phng phỏp thớ nghim c bit Mụ hỡnh toỏn hc i t vic phõn tớch toỏn hc, vi vic s dng k thut tớnh toỏn hin i (mụ hỡnh tớnh toỏn bng s, mụ hỡnh tớnh toỏn tng t hay mụ hỡnh tớnh toỏn kt hp) Mun s dng c phng phỏp ny cn cú kin thc c bn ca toỏn hc, phng phỏp s, kin thc lp trỡnh vi tớnh Nghiờn cu thc nghim thc t c tin hnh trờn nhng cụng trỡnh thy li ó c xõy dng Phng phỏp ny cú c thự riờng nh phớ tn thi gian nhiu, k thut o c thc t khú khn v phc hn so vi phũng thớ nghim, o c chu tỏc ng trc tip ca mụi trng t nhiờn, cỏc c trng thy lc cn o li thay i theo thi gian v.v Trong mt s trng hp, nghiờn cu thc t khụng cú gỡ thay th c Phng phỏp v ni dung nghiờn cu thc nghim ban u ch mang ý nghió nh tớnh, dn dn nú c m rng, nõng cao v nh lng rừ rng Ngy cú th núi thc nghim cụng trỡnh l mt lnh vc c bit, ú thc nghim mụ hỡnh thy lc luụn luụn s dng nhng phng tin tiờn tin nht ca mụ hỡnh vt lý v mụ hỡnh toỏn hc t c nhng kt qu nh tớnh v nh lng 1.2.3.Cỏc bc tin hnh nghiờn cu thc nghim mt thy ng lc hc nghiờn cu thc nghim mt no ú ca thy ng lc hc, sau nm vng lý thuyt thc nghim, cỏc ngun lc ca phũng thớ nghim v cú nng lc thc hin hiu qu thc t, cn tin hnh theo cỏc bc sau õy: 1/Xỏc nh mc tiờu, ni dung v phng phỏp nghiờn cu Nghiờn cu cn t mc tiờu gỡ? Tỡm mt quy lut chuyn ng hay tỏc ng ca dũng chy; Kim chng li kt qu tớnh theo lý thuyt; Kim nh mụ hỡnh toỏn; Tỡm mt gii phỏp cụng trỡnh hp lý; iu chnh mt phng ỏn kt cu hay b trớ; xỏc nh mt thụng s thy lc hay dng hc no ú m cha cú lý thuyt tớnh.v.v t c mc tiờu ú cn nghiờn cu nhng gỡ, nhng phng ỏn no, nhng kh nng no, nhng trng hp no cú th xy thc t Tin hnh cỏc ni dung nghiờn cu c xỏc nh bng mụ hỡnh toỏn hay mụ hỡnh vt lý S dng mụ hỡnh thy lc hay mụ hỡnh vt lý khỏc Cn s dng kin thc tin hc no ú l nhng yờu cu v phng cỏch thc hin nghiờn cu nhm hng ti t c mc tiờu nghiờn cu 2/Xỏc nh cỏc i lng nh hng n hin tng nghiờn cu, lp phng trỡnh chung nht th hin s liờn h gia cỏc i lng (cú s dng PP Buckingham-PP Phõn tớch th nguyờn) Bt k mt hin thy ng lc hc no xy cng l kt qu tỏc ng tng h ca nhiu yu t dũng chy, cụng trỡnh v nn Nhim v u tiờn l xỏc nh cho ht, cho cỏc tỏc ng, cỏc yu t nh hng n i tng v phm vi nghiờn cu Trong cỏc yu t ú, cn ch ra: yu t nh hng nhiu (hoc mnh), yu t nh hng ớt hoc yu; Yu t, i lng no cú kh nng thc hin c, yu t no i lng no khú hoc khụng thc hin c; kh nng ti chớnh v thi gian T nhng xem xột trờn, chn hp lý s lng cỏc yu t hoc i lng c a vo nghiờn cu Tip theo ú l ỏp dng lý thuyt Buckingham thit lp phng trỡnh chung nht th hin mi quan h gia cỏc bin cn kho sỏt di dng cỏc bin khụng th nguyờn Mi bin thay i phm vi no cng cn c xỏc nh 3/Xỏc nh loi mụ hỡnh, v trớ t mụ hỡnh, t l mụ hỡnh, sờry thớ nghim, thit b v phng phỏp o, phng phỏp ỏnh giỏ kt qu bc ny, ngi nghiờn cu cn chn loi mụ hỡnh: mụ hỡnh cụng trỡnh hay mụ hỡnh lũng dn; mụ hỡnh lũng dn kớn hay h, cng hay mm, mụ hỡnh chnh th hay mụ hỡnh bin dng; mụ hỡnh mt ct (hai chiu) hay mụ hỡnh khụng gian (ba chiu) Mụ hỡnh c t nh hay ngoi tri, bói hay mỏng kớnh, v ny hay v trớ kia; gn vi h thng cp, thoỏt nc no Cn chỳ ý vic chn v trớ xõy dng mụ hỡnh cũn phi xem xột n vic b trớ cỏc thit b v o c; n s lm vic bỡnh thng ca cỏc mụ hỡnh khỏc Cú mt quan trng l vic chn t l mụ hỡnh T l mụ hỡnh c chn phi tha cỏc yờu cu kinh t v k thut Khụng ớt nhng trng hp, nghiờn cu mt no ú, li cn nhiu mụ hỡnh cựng loi nhng khỏc t l S sờry thớ nghim c xỏc nh trờn nguyờn tc: m bo tớnh ngu nhiờn, khỏch quan hng ti mc tiờu; cỏc bin mi thớ nghim thỡ cú mt bin thay i, mt bin cn c o, cũn cỏc bin khỏc thỡ khụng thay i; thớ nghim ny so vi thớ nghim thỡ ch cú mt bin thay i Nu mi cn nghiờn cu m tng thờm mt bin thỡ s thớ nghim phi tin hnh tng lờn nhiu ln Mi bin ti thiu phi chn thớ nghim l giỏ tr Bi toỏn chn s sờry thớ nghim cng l bi toỏn kinh t v k thut Trc tin hnh thớ nghim, cn chn ỳng thit b phc v cho thớ nghim, thit b o, cng nh phng phỏp o; lp s nht ký thớ nghim v mu s ghi chộp cỏc kt qu Cỏc kt qu thớ nghiờm c biu thi di dng biu hay th v quan trng l d kin ỏnh giỏ nh tớnh v nh lng theo phng sỏch no 4/ Thit k, ch to, lp t mụ hỡnh T cụng trỡnh thc t theo t l mụ hỡnh chỳng ta thit k Trong h s thit k ch rừ: hỡnh dng v kớch thc chớnh ca mụ hỡnh (theo mc tiờu v ni dung thc nghim); vt liu ch to mụ hỡnh; cỏc thụng s c trng ca thc t chuyn i v mụ hỡnh T bn v thit k, xỏc lp bn v thi cụng Chỳ ý phõn on mụ hỡnh ch to Phõn on phn c nh khụng thay i quỏ trỡnh thớ nghim v phõn on nhng phn cú thay i phc v cho cỏc sờry thớ nghim khỏc Vớ d on cú ngng trn vi nhng hỡnh thc kt cu thay i cỏc loi ngng trn khỏc Hay phõn on phn b tiờu nng vi nhng kiu kt cu thay i qua mi chui thớ nghim tỡm hỡnh thc kt cu b tiờu nng tt nht Sau gia cụng tng on, tng phn thỡ tin hnh lp t thnh mụ hỡnh hon chnh Chỳ ý m bo tớnh chnh th ca ton b mụ hỡnh, c bit nhng ni tip giỏp gia cỏc on 5/ Tin hnh thc nghim tin hnh tng thớ nghim, cn cú quy trỡnh v tuõn th nghiờm ngt quy trỡnh thớ nghim Vic xỏc nh chun cỏc iu kin biờn trờn mụ hỡnh v tng ln o cho mi thụng s, cn cú kim tra Khi m bo cỏc iu kin k thut mi chuyn sang sờry thớ nghim khỏc 6/ ỏnh giỏ kt qu thớ nghim Cỏc s liu thớ nghim khng ch hoc o cn c ghi chộp thnh h thng v cú chnh biờn lm li thớ nghim hoc loi b s liu o ú T cỏc s liu ó chnh biờn, tin hnh lp biu hoc th theo cỏc quan h khỏc ỏnh giỏ nh tớnh v nh lng (nu c) p dng cỏc phng phỏp ca lý thuyt xỏc xut thng kờ thit lp quan h a bin theo cỏc mụ hỡnh toỏn xp x, cú c nhng quan h thc nghim vi h s tng quan cao Nu lm c nh th giỳp cho tớnh khỏi quỏt cao ca cỏc kt qu nghiờn cu thc nghim 7/ Kt lun, vit bỏo cỏo v kt thỳc cụng vic Kt thỳc cụng tỏc nghiờn cu l bỏo cỏo Trong bỏo cỏo ch nhng vic ó lm cỏc bc thc hin nờu trờn Kt lun v kt qu t c Nhng hn ch ca thi nghim, cỏc gii hn ca kt qu nghiờn cu, nhng khuyn cỏo ginh cho nhng ng dng kt qu ca nghiờn cu cng cn c ch bỏo cỏo tng kt nghiờn cu 1.3 Mễ HèNH VT Lí V Mễ HèNH TNH TON Trc i vo nhng kin thc chung v mụ hỡnh thy lc, chỳng ta cn phõn bit mt s khỏi nim c bn 1.3.1 Mụ hỡnh l gỡ ? Mụ hỡnh l hỡnh nh ca t hoc l mt sn phm vt cht c to bng cỏc vt liu khỏc nhm phn ỏnh hoc ng dng vi i tng nghiờn cu v nhng kt qu nghiờn cu trờn ú em n nhng thụng tin chớnh xỏc v i tng cn nghiờn cu thc t Nh vy theo nh ngha, mụ hỡnh c phõn thnh hai nhúm chớnh : mụ hỡnh trỡu tng v mụ hỡnh vt cht Mụ hỡnh trỡu tng c to bi mt h thng cỏc biu tng, quan nim, quan h, quy tc Mụ hỡnh trỡu tng c miờu t bng ngụn ng hoc ký hiu, hỡnh v Mụ hỡnh vt cht c to t nhng vt liu, nhng cht khỏc Trong k thut, mụ hỡnh vt cht c dựng nhiu hn Theo nhng quan im khỏc ngi ta cũn chia mụ hỡnh ra: - Mụ hỡnh toỏn v mụ hỡnh vt lý - Mụ hỡnh gii tớch v mụ hỡnh s - Mụ hỡnh ng v mụ hỡnh tnh - Mụ hỡnh tt nh v mụ hỡnh bt nh v.v - Tiu chun m hnh dng ri dng dn h l s R e biu th qua V * , phi ln hn 100: V * > 100 vi V * = gRi Tiu chun ny kh thc hin v kh xc nh - Tng t ca lc cn c m bo thc t v trn m hnh c cng mt quy lut sc cn: n n * Nu dng e = R th V = R i (4-13) * Nu dng m hnh dng tiu chun Fr v t l ngang ng nh th v = 0l ,5 = R3 i / n T y ta c : n = R3 i l0.5 (4-13) (4-16) Khi dc nh v R = h = l th: (4-17) (4-19) n = l n = Nh vy m hnh lng dn cng tha mỳn iu kin tng t cn ba iu kin: + Fr = idem + Mc ri nh (Re > Regh) + nhm tha mỳn mt ba phng trnh n = R3 0i ,5 0l ,5 n = l n = T ba iu kin trn tm e Regh v nm c bng - Lm nh trn th thay i cu trc dng chy, thay i c loi tn tht (t thc t sc cn hnh dng chim u th, nhng trn m hnh sc cn tnh nht sinh li chim u th) V vy cn tng kch thc hnh hc hoc lm m hnh bin dng - M hnh bin dng: + Gi e= im = it i l h s bin dng + e > v c gii hn e vi m hnh nghin cu V e 20 vi m hnh nghin cu hnh dng mt ct lng sng 0,5 + T (4-13) c v = R i n Vi tiu chun Fr th v = 0i ,5 1 0,5 V vy y = y e 0.5 (vi R = y ) n n = y3 0,5 y e 0.5 = y e 0.5 n e 0.5 = y (4-26) Nu e = 1; th (4-26) v (4-19) + Vi m hnh bin dng, nhm trn m hnh ln hn nhm thc t + y to bi cc hat, mu g, li st, thng ng Ch ý: Khi y thay i th c th thay i nm qua cc ln th nghim III M hnh lng dn mm - y l loi lng dn v m hnh lng dn thng gp - Bn ct chuyn ng l kt qu tng tc ca nhiu yu t; ch c cng thc thc nghim v gia chng cng c s sai khc - m bo cc yu cu, iu kin lng dn cng cn cn m bo: + Tng t bt u chuyn ng ca bn ct y: m = i y dc Vi m : Khi lng ring ca bn ct nc dc: ng knh ht bn ct y: su dng chy i: dc ng mt nc i lin vi iu kin ny cn m bo mc ri ca dng chy; lc tc dng ch yu l lc cn (b qua nh hng ca lc nht v ng sut tip; + Tng t ca lng bn ct ang chuyn ng: 3 g c = y i Vi g c : Lu lng n v ca bn ct y Wmin > V = gIRmax - Khi nghin cu xi cc b, cn phi m bo: b < 5. y Red = V dc 3,5 ) Gc ' = gc ' b Vi G'c: lu lng bn ct tnh theo lng bn ct nc t = l m y i CHNG V: THC NGHIM M HốNH TNG T 5-1: NGUYN TC CA THC NGHIM M HốNH TNG T Mt nhng phng php thng dng nghin cu cc ca thy lc cng trnh l thc nghim tng t Thc nghim tng t da trn s tng t gia dng nc (trong cc cng trnh cỳ p, lng dn h hoc dng thm) vi cc hin tng vt lý khc lnh vc c hc vt rn; c hc cht lng, truyn nhit, in hc, Nguyn tc c bn ca tng t vt lý gia hai hay nhiu hin tng vt lý khc l s ging v hnh thc ton hc Ngha l chng ta coi hai hay nhiu hin tng vt lý khc tng t vi phng trnh c bn miu t cc hin tng ỳ cỳ hnh thc ton hc nh p dng phng php thc nghim tng t cho php chng ta nghin cu qu trnh din bin ca mt hin tng vt lý ny bng cch o cc i lng biu th hin tng vt lý khc Sau ỳ chuyn i Trong phm vi ny, chng ti trnh by cc phng php: Phng php tng t in - thy ng lc hc Phng php tng t khe hp Phng php tng t thy- kh 5-2: PHNG PHP TNG T IN - THY NG LC HC 1) Khi qut: Phng php tng t in - Thy ng lc hc l phng php dng th nghim v thm cỳ chnh xc cao v tin li Nỳ cỳ th gii c cc bi ton thc t rt phc v thm cỳ p cng nh khng p Phng php ny N.N.Pavlopsky xut nm 1922 Phng php da trn s tng t hon ton v phng trnh ton hc ca dng thm mi trng thm vi dng in mi trng dn in Ta cỳ th thy s tng ng ỳ bng 5- Ta dng mt mi trng lin tc dn in lm m hnh nghin cu dng thm mt mi trng thm nc, l cc iu kin bin gii khu vc thm v m hnh u ng dng vi Lc ỳ cc ng ng V s l ng ng ct nc h Bng 5-1: Tng t gia dng thm cỳ p v dng in Dng thm Dng in Ct nc: h in th: V chnh lch ct nc: h1 - h2 Th hiu: V1 - V2 di ng dng: s di ng dng: s G-ra-ing ct nc J = G-ra-ing in th: E = H s thm: k H s dn in: c Lu tc thm: u nh lut c - xi: us = -k Mt dng in: i nh lut m is = -c Phng trnh lin tc: Phng trnh lin tc: + =0 Phng trnh La-p-lt-x: + =0 Phng trnh La-p-lt-x: + =0 + =0 10 Mt khng thm 10 Mt cch in 11 ng ng ct nc: 11 ng ng in th: h = khng i 12 ng dng: =0 V = khng i 12 ng dng: = S th nghim v dng c th nghim Ta húy xt mt s n gin nht, dng dng in mt chiu biu th hnh (5-1) S gm phn: - Phn cung cp in: ngun in - Mch o - M hnh in a) Phn cung cp in gm mt c quy P Dng in t c quy qua cng tc C v m hnh M Sau ỳ dng in i qua bn ng D tr v c quy kim tra, ta ni k V v ampe k A vo mch ny b) Mch o c ni theo nguyn tc cu Uy-ston gm m hnh M v bin tr B2 Kim d K ni vi cng tc di ng ca bin tr B qua in k G Ta húy xt nguyn lý lm vi ca mch o Gi in tr ca cc nhnh (1-3); (3-2); (1-4); (4-2) l R 1, R2, R3, R4 (hnh 5-2) Lc in th im v bng V = V4 th in k G ch s v ta cỳ tiu thc sau: = Mt khc = nn = (5-1) T biu thc ny ta vit c: = (5-2) Sau ừy ta ng dng nguyn lý ca cu o trn vo s thit b nghim (hnh 5-2) Trong m hnh, hai im v l c nh, im l im di ng trn bin tr B2 ta xc nh; im l im di ng trn m hnh thm m ta dng kim d Lc kim ca in k G ch s 0, th ng vi mt im trn bin tr, ta cỳ mt lot im trn m hnh Tt c cc im ny lm thnh mt ng ỳ chnh l ng ng in th ng ỳ chia m hnh thnh hai phn cỳ in tr tng ng R v R4 nghim ng (5-1) ngha l h thc (5-2) cng ú c nghim ng T (5-2) ta cỳ th kt lun rng lc kim ca in k G ch s 0, t l gia hiu s in th ca nhnh (1-4) vi hiu s in th ca ton b m hnh Nh vy, nu t cng tc di ng ca bin tr B2 cc v tr khc cỳ cc s c khc (vid d: 0,1; 0,2; 0,3) th kim ca in k G ch s 0, ta s cỳ c cc h ng ng th trn m hnh thm Da vo h c ng ng th ỳ cỳ th v cc ng dng theo phng php v li thm Ngoi ra, cng cỳ th v trc tip cc ng dng theo phng php TT-T c) M hnh in cỳ th dng cc kt qu trn m hnh in vo dng thm thc t th m hnh in phi ng dng vi khu vc thm m ta nghin cu Mun th ng vi cc ng ng th thng, h lu, m hnh in phi lm bng nhng tm kim loi D1v D2, cn ng vi cc ng thm th phi lm bng cht cch in, cn khu vc thm l mt mi trng dn in Trn ừy l nhng nim c bn v phng php tng t in - thy ng lc hc gii cc bi ton thm phng cỳ p Tuy nhin, phng php cng cỳ th p dng gii cc bi ton thm phng khng p Trong trng hp ny ng búo cha bit nn bi ton phi gii theo phng php th dn bng cch s b chn v tr ng búo ri sa dn cho n lc ng búo c xc nh Cui cng ta cỳ th v c h ng ng th 5-3 PHNG PHP TNG T KHE HP Tng t khe hp l tng t ca cc c trng dng chy tng ca dch th khe hp gia hai tm bng song song (hnh 5-3) vi cc c trng ca dng thm mi trng ri rc ừy chnh l mt phng php ca tng t lin tc Nguyn tc c bn ca tng t lin tc l s tng t ca mt hin tng vt lý mi trng ny vi hin tng vt lý mt mi trng lin tc khc m hnh khe hp, lu tc trung bnh mt ct theo phng x, y l Vx = -Km ; Vy = -Km (5-3) Vi Km l h s thm ca dch th khe hp Km = (5-4) Cc thnh phn lu tc thm mi trng t l: vxt = -K ; vyt = -K (5-5) Vi K l h s thm h l ct nc d l chiu rng khe hp L h s nht g l gia tc trng trng Cc thnh phn lu tc u tha mún phng trnh lin tc di dng + =0 (5-6) iu kin tng t l bo ton ch chy tn ca dch th khe hp bng bt phng trnh: Re = < Rek = 500 (5-7) iu kin hon chnh m hnh l + Khu vc chy trn m hnh phi tuừn theo tng t hnh hc vi thm thc t + iu kin bin ca m hnh v thc t phi tng t + B rng khe hp d = 2(mm) vi cht lng l Glycerin d = 0,1 0,3(mm) vi nc bnh thng M hnh bin dng t l hnh hc l= v cc t l khc vi thm thc t l bi ton phng s l: + T l lu tc bng chnh t l h s thm: v = K = hay = (5-8) + Lu lng thm n v ca thc t l q= vt ht.1 Lu lng thm trn m hnh l Qm = vm.hm.t T l lu lng l q = = (5-9) + Cc t l lu tc v thi gian cng s tnh c v = ; t = = =1 (5-10) M hnh khe hp thng dng nghin cu dng thm cỳ mt thong bi v ỳ thng l mt cong Dng chy khe hp cỳ th to r nt mt ng dng no ỳ bng cch dng mu a vo khe hp Cn ch ý h s thm khe hp K m ph thuc nhiu vo nhit , v ph thuc vo nhit 5-4 PHNG PHP TNG T THY KH Trong nghin cu v dng chy i ngi ta dng khng kh thay cho nc iu ỳ cỳ nhiu thun li ỳ l gim nh cc lc v nh vy s dng nhng vt liu nh hn Vi dng kh nh, chng ta cỳ v ln v nh vy R e s rt ln Chng ta a khng kh vo m hnh bng qut Ngy m hnh khng kh vo m hnh ú c s dng nhiu nghin cu dn cỳ p n nh (ng cỳ p lc, ging cỳ p, ng ht, ng x ca trm bm, ng hm cỳ p, ng cp thot nc vo ừu thuyn) Bng cch ỳ chng ta cỳ th nghin cu tn tht dc ng, tn tht cc b Khi nghin cu dng h trn m hnh kh chng ta thay mc nc bng bng knh nhn Tuy nhin, bng cch ỳ chng ta ú ph hy mt iu kin bin l cỳ ma st gia khng kh v bng knh Vi sừu ln s khng cỳ nh hng n s khc theo chiu ngang ca lu tc Nu trn m hnh khng to ch p sut vi s khc bit ng k M hnh khng kh c s dng so snh cc phng n b tr tng th Sau ỳ s nghin cu chi tit t m trn m hnh thy lc T m hnh khng kh thu c cc iu kin bin v trn c s ỳ chng ta ch to m hnh thy lc chi tit ca mt cng trnh hay mt on sng C hai cht lng kh mt khng gian khp kn, chu p lc c chuyn ng theo cc quy lut ging nhau, nu trn m hnh t s chnh lch p sut ln nht v p sut tuyt i l nh ( 3%) Trong trng hp ny s thay i ca lng ring l b qua Chiu cao tn tht ng trn c xc nh cng mt cng thc cho nc v khng kh Vi nc hw = ( + ) (5-11) Vi khng kh = ( + ) (5-12) H s , mt ng nht nh i vi dng kh v dng nc l nh Cỳ mt ch chnh lch nht l lng ring ca kh thay i theo p sut v v vy dng cht kh t ni cỳ p sut ln n ni cỳ p sut nh b km li bi s dún Bi vy, theo kinh nghim vi tc trung bnh ca khng kh 50(m/s) th sai s tnh ton p sut nh hn 1% V d: ng cỳ ng knh dt= 1,2(m) v Vt= 1,5(m/s) nc cỳ t = 1,3.106 (m2/s) Cn tnh lu tc v tn tht trn m hnh kh t = 1,3.106(m2/s) cỳ t l gim nh i 10 ln Ta cỳ Ret = = = 138500 Lu tc khng kh trn m hnh m bo cng mt tr s Raynolds ngha l vm= = = 173(m/s) Lu tc ny qu ln v v vy khng th b qua tnh nn c ca khng kh H s tn tht cc b (v d nh ch ng cong ph thuc vo R e (Khi Re Regh=200000) Khi Re> 200000 th l hng s i vi mc ch ca chng ta th cn vm = = 25(m/s) Khi ỳ khng kh cỳ th coi nh cht lng khng nn c v tng t ca m hnh c m bo CHNG 6: NGHIN CU TRONG THC T 6-1: MC CH, í NGHA V NI DUNG Cng trnh thc t l m hnh 1:1, v vy nghin cu thc t cng l mt ni dung ca nghin cu thc nghim m hnh thy lc cng trnh Mc ớch ca nghiờn cu thc t l: Cng c, nõng cao cht lng, phỏt huy hiu ớch cụng trnh, m bo cụng trnh lm vic an ton Kim tra mc chớnh xỏc ca cỏc gii phỏp cụng trnh, tnh hp lý ca lý thuyt tnh ton, thit k Rt nhng kt lun chung phc v cho s pht trin khng ngng ca lý lun v thy lc cng trnh v thc nghim m hnh thy lc T mc ớch trờn, chỳng ta thy r rng nghin cu thc t mang mt ý ngha: Kinh t Khoa hc v k thut Thc tin Ni dung ca cng tc nghin cu thc nghim thy lc cng trnh thc t l: S dng cng trnh: Cn c vo c im cụng trnh, iu kin thy d bỏo v quy trnh ú t m xõy dng k hoch c th, quy trnh c th chi tit cho vic s dng tng hng mc, tng b phn cng trnh Quan trc cỏc yu t thy lc nm vng cht lng lm vic ca cụng trnh, d bo cc s c, sa i quy trnh, pht trin lý lun Bo dng cỏc hng mc, cụng trnh Sa cha, khc phc kp thi nhng s c h hng Phng chng búo, lt, l Tm gii php m rng v tn cao Trong phm vi ny, chỳng ta cp n quan trc cỏc yu t thy lc thy 6-2: NGUYấN TC V PHNG PHP QUAN TRC Vn nc v dng chy ca nỳ mi tng tỏc qua li vi cụng trnh chim mt v tr quan trng s lm vic bnh thng, an ton ca cụng trnh V vy, cn cỳ nhng quy nh mang tớnh cht bt buc i vi cụng tỏc quan trc cỏc yu t thy lc Cụng vic ny phi cú t xõy dng cụng trnh v sut qu trnh khai thc v s dng cng trnh Quan trc cc yu t thy lc mang ý ngha khoa hc, ý ngha thc tin Bi nỳ m bo an ton cho khai thỏc cụng trnh d bo v pht hin kp thi nhng h hng khụng c tớnh toỏn trc Quan trc cỏc yu t thy lc khụng ch giỳp hon thin cc bin php thi cng, m cn kim chng, b sung hon thin nhng lý thuyt tnh ton thit k Ni dung quan trc phi ton din Quy nh thi gian v s ln quan trc cho thớch ỏng Nhng hin tng cú liờn quan vi cn quan trc ng thi S liu quan trc phi c ghi chộp y v trung thc Sau ú c chnh bin v thnh bng, biu Cú nghiờn cu phõn tớch v rỳt kt lun trờn c s cỏc s liu thc o C gng rỳt kt lun tng quỏt Trong vic quan trc cc yu t thy lc ca cc cng trnh thy li, ta p dng cc phng phỏp sau: Quan trc bng mt Ly mu v phừn tch phng th nghim nh cỏc im quan trc v o c mt ngoi cụng trnh Quan trc bng cỏc thit b t trờn cng trnh 6-3: QUAN TRC CC YU T THY LC Quan trc mc nc S liu c bn cn bit mt thi gian s dng cụng trnh l mc nc ti cỏc mt ct c bn thng lu, ngng trn v h lu cụng trnh Quan trc mc nc thng lu (v t ú cú lu lng) v ng thi quan trc mc nc h lu chỳng ta s cú mt quan h mc nc h lu vi lu lng, phc v rt nhiu cho cụng tỏc qun lý cng trnh Vic quan trc mc nc phi lm thng xuyờn, khong cỏch thi gian gia hai ln quan trc ty thuc vo tng giai on khỏc ca quỏ trnh lm vic Do mc nc chớnh xỏc ti cm Quan trc mc nc c thc hin trm quan trc (vi vic s dng mỏy t ghi) hay cỏc ct thy trớ (vi mi vch, l 2cm hay cm) Ct thy trớ cng cú th t nghiờng l b tng ng vi dy mi vch l b ct thng ng; m = cotg vi l gúc nghiờng ca ct thy trớ ni nc tnh Vic quan trc c ghi chộp theo mt mu thng nht, chnh biờn s liu v lp th cỏc kiu Quan trc dc ng mc nc dc ng mc nc gi vai tr quan trng vic xc nh lu lng hoc nhỏm Xỏc nh ng mt nc thng thc hin dc nc kờnh dn vo hoc kờnh x, mỏng bờn dc ng mc nc c xỏc nh bng cỏch o mc nc Z, Zc mt ct cỏch mt khong l L v t ú ta cú i = hai (6-1) Quan trc lu tc v lu lng Lu lng v mc nc cú quan h vi v chỳng l nhng c trng c bn ca dng nc chy qua cng trnh tho l Cú nhiu phng phỏp trc tip xỏc nh lu lng dng chy (phng phỏp o th tớch, phng phỏp dựng trn n v, bng ng Vnetrurilo, bng lm loúng dung dch cỳ nng cao) Nhng vi dng chy tho qua cng trnh tho l cú lu lng ln, ch cú th xỏc nh khụng trc tip t cụng thc tớnh lu lng, qua trn bit H, m, B Hoc t phng trnh Q = S.V (6-2) Trong ú S l din tớch mt ct t xỏc nh bng cỏch o chiu sõu t ng mt nc xung, hoc o bng siờu õm V l lu tc trung bnh mt ct c xỏc nh bng vic o lu tc im v s phõn b ca nú o lu tc im u ti mt im no ú dng chy bng my o lu tc (u ph thuc vo s vng quay ca chng mt n v thi gian, theo quan h u=+ừn+ún2 vi ú, ừ, l cc h s hiu chnh) T cỏc lu tc im mi trc thng ng ta cú lu tc trung bnh theo mt trc cỳ chiu sừu l hi Vtdi = ui.dhi (6-3) Lu lng qua ton b mt ct t, cú th cú c bng tớnh tng ca cỏc lu lng tng phn qi di cỳ b rng l B i, chiu sừu hi, lu tc trung bnh trc V ti Ngha l Q = qi = Vti hi Bi (6-4) o nhỏm lng dn (n) nhỏm lng dn (knh vo, knh tho, dc nc) c xỏc nh bng phng phỏp giỏn tip Xỏc nh n so sỏnh vi nhỏm c chn thit k v t ú xỏc nh vic tớnh toỏn thy lc c th cho cụng trnh ú v b sung cho lý lun Gi chờnh lch mc nc gia mt ct (cỏch l i) l Z ta cú: Z = Q2[ ( - ) + ] (6-5) Trong ú Sc, Sd l din tớch mt ct t cui v u on Stb, Ctb, Rtb l nhng gi tr trung bnh ca hai mt ct l h s = = 0,05 vi kờnh lng tr = =0,03 vi knh m rng dn = = 0,056 vi knh thu hp dn Nu ly h s S ri theo cng thc Manning C= R T ú nhỏm c tớnh theo cụng thc n = Stb (6-6) Nu lng dn di th chng ta chia lm nhiu on ngn v tớnh c nhỏm theo cụng thc: n = [ - i( - )] [ ] (6-7) Nu nh xỏc nh nhỏm ng vi nhiu lu lng (tng ng vi nhiu ng mt nc khỏc nhau) t ú cú gớa tr n phự hp vi thc t bng vic s dng lý thuyt thng k s lý lit o c Quan trc bn ct Bựn cỏt õy c hiu l tt c nhng ht rn m dng chy mang theo qua cng trnh tho l Bn ct bao gm bn ct di ng v bựn cỏt l lng Quan trc bựn cỏt l xỏc nh hm lng v lu lng bựn cỏt Do bựn cỏt ỏy bng mỏy o siờu õm (xỏc nh mc di ng ca ỏy ri tớnh lu lng bựn cỏt) hoc bng may o bựn cỏt Chia b rng ỏy lng dn B lm nhiu on vi mi on ta chn mt im o Th mỏy o bựn cỏt xung im cn o May o gi bựn cỏt mt khong thi gian l t = 1ữ Sau o cõn bựn cỏ hng c vi lng go T ú cú lu lng bựn cỏt ỏy Qb = bi (kg/s) (6-8) Trong ú: bi l b rng on o goil lng bựn cỏt on o ti l thi gian o ng vi goi b l b rng hng bựn cỏt ca mỏy o l hiu sut ca mỏy o, thng = 0,65 0,7 T ú hm lng bựn cỏt ỏy l b = (kg/m3) (6-9) Vi bựn cỏt l lng, ti mt im o trờn mt trc o ca mt ct cn o ta ly mu cú th tớch Vj em v phng th nghim tỏch pha rn pha lng (bng cỏch lc hoc em un sụi cho bay hi nc) Sau ú cõn lng bựn cỏt g j T hm lng bựn cỏt ti mi im o j = ta xỏc nh c hm lng bựn cỏt trờn mt trc l bli bli = (6-10) Vi hi = hj l chiu sừu dng chy trc o Hm lng bựn cỏt l lng trờn ton b l bl = (kg/m3) Trong ú bj = B l b rng lng dn o ỏp lc y ngc v thm (6-11) Mc ớch o lỏp lc y ngc v s thay i ca nú l kim tra nhng gi thit ca ngi thit k, ỏnh giỏ chc nng v tin cy, theo di s lm vic ca cc gii php chng thm, gim p lc y ngc (vớ d nh mng chng thm, ng hm thoỏt nc, l thoỏt nc, sõn ph) o ỏp lc y ngc trc v sau mng chng thm, u v cui phn bn ỏy no ú o bng phng phỏp dỏn tip (hp ỏp k) v phng phỏp trc tip (bng cỏc ng o ỏp m im u ng t ỏy mng v im cui ni vo trm quan trc) o lu lng thm dựng phng phỏp o th tớch nwocs thm mt khong thi gian Phng phỏp ny chớnh xỏc, nhng i hi phi cỳ mt thng xuyờn ca ngi ú v thớch ng vi lu lng thm nh (q < 3l/s) Vi lu lng ln hn dng p trn tiờu chun Vớ d nh p trn thnh mng ming trn l tam giỏc vuụng kiu Thomson, ú ch cn o c chiu cao Q = 1,4 h(m3/s) ct nc trn h(m) l s cú lu lng (6-12) o ỏp lc dng nc o ỏp lc dng chy trn kt cu, khng nhng la xỏc nh ti trng tỏc dng lờn kt cu ú, m cn xc nh mc h thp ca ỏp lc ú v t ú kim tra hin tng khớ thc cú xy khụng? Khi ỏp sut tuyt i thc t p nh hn ỏp suõt tuyt i ti hn pth th cỳ hin tng khớ thc p sut tuyt i ti hn chớnh l ỏp sut húa hi pv c xỏc nh tựy theo nhit ca nc Bng 6-1: p sut húa hi lnh ca nc biu th bng ct nc (ỏp sut tuyt i to C 10 20 40 60 80 100 hh(m) 0,06 0,12 0,24 0,75 2,03 4,83 10,33 pv 0,006 0,012 0,024 0,075 0,203 0,483 1,033 o ỏp sut nc ti mt im l dựng ng o ỏp hoc ỏp k kiu in tr Quan trc cht lng nc Nc h v nc chy qua trn nhiu gõy nờn n mn kt cu thp, b tng v vy cng trnh ln cn quan từm ti yu cu ny Quan trc cht lng nc gm o sch, o thnh phn húa hc, xỏc nh s cú mt ca cỏc vi sinh vt Quan trc cht lng nc bng phng phỏp vt lý v phng phỏp húa hc [...]...1.3.2 Mô hình hoá Mô hình hóa là sự biểu thị bằng hình ảnh các công trình hoặc hiện tượng của thực tế bằng công cụ vật lý và toán học hợp lý để có thể nghiên cứu hiệu quả, toàn diện và tối ưu công trình hoặc hiện tượng đó 1.3.3 Mô hình vật lý Mô hình vật lý là mô hình dựa trên sự tương tự giữa hai thực thể (một là thực tế và một là thu nhỏ của thực tế Mô hình thủy lực là một loại của mô hình vật... phương pháp mô hình tương tự vật lý Mô hình vật lý tương tự có thể chia theo bốn nhóm Nhóm một- Mô hình tương tự liên tục Mô hình tương tự liên tục được thiết lập để nghiên cứu diễn biến của hiện tượng nào đó trong một môi trường được mô hình hóa bởi môi trường liên tục có các đặc trưng vật lý giống hoặc khác nhau Ví dụ như mô hình khí, mô hình tương tự điện, mô hình khe hẹp… Nhóm hai- Mô hình tương... tác động ở mặt ngoài) PHÒNG THÍ NGHIỆM THỦY LỰC CÔNG TRÌNH VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM - Xây dựng năm 1959 - Có 6 máy bơm; có máy đo lưu tốc EMF cũ và EMF mới (có màn hình, có vẽ đồ thị luôn) - Hiện là Trung tâm thí nghiệm Thủy lực công trình - Nhiệm vụ: Nghiên cứu thí nghiệm mô hình vật lý Giải bài toán hai chiều (có bộ môn mô hình toán, có bộ môn mô hình thấm); Thí nghiệm với dòng lưu tốc cao Có... TIỆN LỢI CỦA NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC 1.4.1 Mục đích: Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm mô hình thủy lực là khảo sát những quy luật của dòng chảy, tác động của nước lên môi trường mà nó chuyển động trong đó, nhằm góp phần thiết thực vào việc thiết kế tối ưu các hệ thống công trình hoặc hạng mục công trình 1.4.2 Nhiệm vụ: 1 Bằng thực nghiệm, giải quyết những vấn đề thực tế đặt ra cho thiết... học gần đúng Nghĩa là trên cơ sở so sánh các lực tác dụng, lực nào chiếm ưu thế quyết định chuyển động của hiện tượng thủy lực cần nghiên cứu so với các lực còn lại thì hiện tượng thủy lực được mô hình hóa theo lực đó Hiện tượng thủy động lực học được nghiên cứu trên mô hình có lực nào chiếm ưu thế, thì chúng ta gọi tiêu chuẩn tương tự theo lực đó, còn các lực khác bỏ qua Rõ ràng, như thế sẽ mắc phải... Tương tự hình học: Nếu chúng ta chế tạo mô hình giảm nhỏ so với công trình thực tế, thì hình dạng của công trình cũng tương ứng phù hợp Mọi góc tương ứng không đổi, mọi kích thước đều được giảm nhỏ theo cùng một tỷ lệ Ta gọi đó là tương tự hình học giữa mô hình và thực tế Tỷ số giữa độ dài trong thực tế (l t) và độ dài tương ứng trên mô hình (l m) gọi là tỷ lệ hình học Đó chính là tỷ lệ mô hình: λl... dòng rồi khi thực nghiệm mô hình thủy lực thì tỷ lệ giữa mạch động lưu tốc với lưu tốc trung bình thời gian là không đổi (số Ka trên mô hình và trong thực tế là như nhau) III Tương tự cơ học chính xác và gần đúng: Tương tự cơ học chính xác của hai hiện tượng thủy lực đòi hỏi khi nghiên cứu trên mô hình và trong thực tế cần phải sử dụng chất lỏng thỏa mãy các điều kiện từ (252) đến (2-58) Thực tế không... của thực tế Mô hình thủy lực là một loại của mô hình vật lý, thường được chế tạo với tỷ lệ bé hơn và đặt trong phòng thí nghiệm (trong nhà hoặc ngoài bãi) Vật liệu dùng trong mô hình thủy lực tương tự như trong thực tế Hình 1.3 Mô hình thủy lực- tràn xả lũ Mô hình hóa hiện tượng thủy lực dựa trên lý thuyết tương tự Lý thuyết tương tự xuất phát từ sự phân tích toán học hoặc sự phân tích thứ nguyên phân... kết cấu Thực nghiệm mô hình thủy lực các công trình và thiết bị cần phải nghiên cứ vùng có khả năng xuất hiện khí thực và đề xuất các biện pháp chông xâm thực do khí thực trên các công trình thực tế Nếu hai hiện tượng tương tự nhau về mặt cơ học (kể cả khí thực) , thì cần tạo cho áp suất ở nhữn điểm tương ứng đạt tới giá trị áp suất tới hạn Pv Nghĩa là, trên mô hình và cột nước lưu tốc trong thực tế... cần thiết và như vậy mô hình được giảm nhỏ Với phương pháp 1 cần phải đo áp suất trên mô hình ở hàng loạt điêm, tương ứng với trong thực tế chúng ta có áp suất chân không đồng thời xác định được бkpg trên mô hình Tương tự các hiện tượng khí thực trong thực tế và trên mô hình xảy ra với F = F; бkpgt = бkpgm và ảnh hưởng của độ nhớ và sức căng mặt ngoài có thể bở qua Trên mô hình khí thực nghiên cứu hiện ... Thiết bị thí nghiệm cố định phòng thí nghiệm thủy lực máy thủy lực (hình 3-5) dựng b trớ mụ hỡnh hai hng v nghiờn cu c bn Hình 3-5 Hình 11- Trang 68 Mô hình thủy lực Máng thủy lực đợc gắn vào... thí nghiệm, nối đờng nớc vào mô hình với hệ thống cấp thoát nớc phòng thí nghiệm thủy lực 3.2 Các loại mô hình Trong phòng thí nghiệm thủy lực ngời ta trang bị thiết bị thí nghiệm ổn định mô hình. .. Chơng Phơng pháp kỹ thuật thực nghiệm mô hình thủy lực 3.1 Công tác chuẩn bị Công tác chuẩn bị cho thực nghiệm mô hình thủy lực gồm phần chuẩn bị lý thuyết phần chuẩn bị thực hành Cụ thể gồm: Ngời