Глава 5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ В КАНАЛАХ Гидравлические сопротивления в земляных неукрепленных капалах существенно отличаются от сопротивлений в недефор- мируемых руслах. Одним из показателей отличия являются от- меченные сще Н. Н. Павловским (1937) разные значения коэф- фициентов шероховатости в болыших и малых земляных каналах. `Наличие в потоке взвесей при пнтании каналов из рек в их естественном состоянии дополнительно усложияет задачу о гид- равлических сопротивлениях. В литературе имеются указания со’ ссылками на опытные дапные [184, 5; поддерживаемые до по- следнего времени, о существенном ‘влиянии взвесей, даже в ма- лых количествах, на гидравлическое сопротивление. Анализ и выяснение основных факторов гидравлического сопротивления с привлеченнем данных из области больших на- сыщений показывает несостоятельность этих указаний, сделан- ных в общем виде. Основным фактором гидравлического сопро- тивления в открытых руслах при обычном для рек малом со- держании в потоке пзвесей являстся, за исключением особых случаев, трение у стенок, их шероховатость, а в условиях дефор- мируемых русел — грядовая форма донных отложений. алее на основе большого опытного материала выясняются определяющие параметры гидравлического сопротивления в зем- ляных каналах и дается их выражение в виде расчетных зави- симостей для козффициентов Шези и шероховатости. По своему содержанию глава делится на две части: в первой (п. 5.1—5.4) рассматриваются основные факторы гидравлического ‘сопротив- ления, а во второй (п. 5.5—5.8) на основе анализа опытных данных определяются зависимости для гидравлического расчета Земляных каналов. 5.1. Формы влияния взвесей. на гидраваические сопротивления Взвешенные в потоке тяжелые частицы оказывают в той нли! иной мере воздействие на него, проявляющееся внешне в изме- нении гидравлических сопротивлений и в распределенни скоро- 120 стей течения по глубине. Для каналов н естественных русел матерналов крайне мало, что объясняется обычно небольшой мутностью в них и трудиостями раздельного выявления роли взвссей, возможного лишь в лабораторных условиях: Важное значение ихеют гидравлические сопротивления в на- порном. гидротранспорте, для которого накоплено значительное количество_опытных данных и сделаны некоторые — обобще- ния [83, 168]. Выяснение форм н степени влияния взвесей на потери напора при большом насыщении поможет правильной ориентации в отношении русловых потоков © малым насыще- нием. `Лнализ данных о гидравлическом транспорте показывает, что влияние взвеси на гидравлические сопротивления может вообще проявиться через следующие факторы: а) измененне шерохова- тости стенок, вызывасмое временными остановками или замед- ленным движеннем у них частиц взвесн; 6) торможение потока взвесью, вызываемое её сгущением книзу и отставанием скоро- сти её движения; в) снижение пульсаций в потоке н г) «работа», затрачиваемая потоком на взвсшивание. Отдельно следует рас: смотреть снижение шероховатости, наблюдаемое в руслах ‘при большом насыщении потока очень мелкой пзвесью Согласно данным. о движении пульпы в трубах, гидравличе- ские сопротивления дая потоков, несущих взвесн, обычно! больше, чем для чистой воды, и возрастают с увеличеннем объ- емного насыщения. С увеличением средней скорости течения раз- ница в сопротивлении для гидросмесей и воды сокращастся й при_достаточно мелкой взвеси исчезает. Иллюстрацией этому мо- жет служить график потерь напора (иечисляемых по жидкости © плотностью пульны) для горизонтальной трубы диаметром 250 мм при движении пульпы из мелкого песка с разными а- сыщениями (рис. 45). Как видно из графика, значения гидрав- ‘лического сопротивления с увеличеннем. средних скоростей те- чения асимптотически приближаются к сопротивлениям для чи- стой воды, Гидравлические сопротивления для потоков гидросмесей на- ходятся, очевидно, в непосредственной связн с распределеннем. мутности н скоростей по глубине: мутности книзу растут, а ско- рости по сравнению с водой уменьшаются (рис. 46). Увеличе- нне_скорости потока приводит к выравниванию мутности по глубнне; распределение скоростей по глубине приближается к эпюре скоростей для воды [168, 83]. `Напомним в связи с этим определение коэффициента гидрав- ‘дических сопротивлений при развитом турбудентном движении Сила трения, отнесенная к единице поверхности русла, или сред: нее фиктивное напряжение на стенке будет равно ° ъ Е1