液压跳跃-计算、效果及应用

水跃是明渠的现象。在定义液压跳跃之前，有必要描述术语超临界流“而且”亚临界流为了清楚地了解“什么是水力跳变”，水力跳变通常发生在超临界流中。

为了描述超临界流和亚临界流，需要定义弗劳德数。弗劳德数可以定义为速度除以引力常数的平方根乘以深度。它是无量纲的量。

F = V/ vG x D

其中V是水的速度，D是水的流动深度，G是重力常数。弗劳德数是水中运动物体阻力的一个指标。如果弗劳德数小于1，则称水流为次临界流。而如果弗劳德数大于1，则称水流为超临界流。如果它等于1，那么流量被称为临界流量。亚临界水流是深水缓慢移动的反映。另一方面，超临界流量是浅水快速流动的标志。超临界流动是一种不稳定的流动形式，次临界流动是一种稳定的流动形式

现在来看水力跳跃，它可以被定义为当水从超临界状态变为亚临界状态，即从不稳定状态变为稳定状态时，水位上升。这种现象可以在大坝的溢洪道上观察到。因为水的本质是在不稳定的情况下获得稳定。在发生水力跳跃的地方，大量的能量以热能的形式被耗散。可以说，水力跳跃是水的额外能量的耗散器。大坝溢洪道通常采用这种现象来减小超临界水流的冲蚀力。否则会影响大坝结构。

水力跳跃计算:

水力跳跃高度可由公式计算:

Y2 - y1

式中Y1为亚临界侧流动深度，Y2为水力跳跃后的流动深度。这可以用图表来说明。

Y1为稳定亚临界状态时的深度，Y2为水力跳跃后的流量高度。Y1很容易计算。Y2的计算公式为:

y /2 + vY12/4 + 2Y1 * V12/g

水跃效应

液压跳跃在液压领域是非常普遍的。它被用来执行不同的功能。液压跳跃的一些效果如下:

• 实际上，液压跳跃通常起到能量耗散的作用。它清除了水的多余能量。
• 由于水力跳跃，在流动的水中产生了许多明显的扰动，如漩涡、逆流。
• 通常当发生水力跳跃时，相当多的空气被困在水中。空气可以帮助清除造成污染的溪流中的废物。
• 液压跳跃也使不同的水工结构，如堰，槽口和水槽等有效的工作。

液压跳跃的应用:

1. 通常情况下，水力跳跃使水流反向。这种现象可以用来混合化学物质进行水净化。

2. 水跃通常保持下游的高水位。这样高的水位可以用于灌溉。

3. 可采用液压跳脱，将给水、排污管路中的空气抽走，防止气锁。

4. 它可以防止冲刷大坝结构下游一侧的动作。