Гидравлический прыжок

Гидравлический прыжок — явление резкого скачкообразного повышения уровня воды в открытом русле при переходе потока жидкости из так называемого бурного состояния в спокойное[1].

Гидравлический прыжок на дамбе на реке Бердекин

Гидравлический прыжок наблюдается, например, при вытекании потока воды из-под плотины, установленной на реке. В этом случае в самом начале русла, следующего за плотиной, уровень воды понижен, а на некотором расстоянии от плотины он повышается.

Гидравлический прыжок иллюстрирует механизм действия такого астрофизического объекта, как белая дыра.

Механизм возникновения гидравлического прыжка

Гидравлический прыжок можно рассматривать как остановившуюся волну перемещения. Если находящийся в бурном состоянии поток внезапно преградить, то уровень воды перед преградой резко повысится. При этом создаётся волна, которая распространется вверх по течению (обратная положительная волна); высота и скорость её перемещения будут постепенно уменьшаться вверх по течению.

Классификация гидравлических прыжков
Виды гидравлических прыжков: a) волнистый, b) совершенный, c) поверхностный

В зависимости от условий, при которых возникают гидравлические прыжки, они могут быть разделены на следующие виды:

  • совершенный, или донный, — наблюдается при отсутствии стеснения русла по вертикали, например в виде уступа дна; при этом заметно выражены поверхностный валец с обратным направлением скорости у свободной поверхности и зона поступательно движущейся жидкости;
  • несовершенный, или волнистый, — представлен рядом последовательных постепенно затухающих волн; поверхностный валец отсутствует;
  • подпёртый — так же как и совершенный, имеет развитый поверхностный валец, но подпирается с низовой стороны стенкой или выступом дна;
  • поверхностный — поступательно перемещающаяся часть потока сосредоточена в поверхностной зоне, а валец с обратным направлением скоростей — в придонной части.

Уравнение гидравлического прыжка

Расчёт уравнения гидравлического прыжка осуществил в 1838 г. французский учёный Жан-Батист Беланже.

Примечания
  1. Штеренлихт, 1984, с. 387.

Литература
  • Штеренлихт Д. В. Гидравлика: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 640 с. — 28 000 экз.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.