Безразмерные диаграммы удельной энергии течения в открытом канале
Энергосбережение является важной концепцией при анализе течений в открытых каналах. Для целей последующего анализа для жидкости в открытом канале сохраняется энергия, и потерями напора из-за трения можно пренебречь. Энергия, рассчитанная в одном месте потока, будет равна энергии, рассчитанной в любом другом месте того же потока.
Энергия потока будет иметь составляющую потенциальной энергии, рассчитанную по глубине воды в потоке, составляющую давления и составляющую кинетической энергии, рассчитанную по скорости потока, движущегося по каналу. Это изображается с помощью уравнения Бернулли :
E = энергия [=] Длина*Сила,
v = скорость [=] Длина/Время,
g = ускорение свободного падения [=] Длина/Время 2 ,
y = глубина воды в потоке [=] Длина,
p = давление [=] Сила/Длина 2 , и = удельный вес жидкости [=] Сила/Длина 3 ,
Для потока с открытым каналом жидкость, вода, открыта для атмосферы, так что давление во всей системе можно считать равным атмосферному давлению. Следовательно, член давления будет одинаковым (гидростатическим) во всех точках системы, что сведет уравнение к:
Для прямоугольного канала скорость потока может быть связана с расходом на единицу ширины, q, таким образом, что:
Для заданных значений удельного расхода q можно построить конкретную энергетическую диаграмму, отображающую энергию и глубину воды y. Удельная энергия — это энергия над точкой отсчета, которую мы выбрали в качестве дна канала.
