Архитектура

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВОМ 
38 
ного течения. Условие безотрывности мож-
но записать в виде 
К
ч
≥К
чпр,
(2) 
где 
К
чпр 
– значение коэффициента 
раструбности, обеспечивающее при данном 
К
ч
предельное предотрывное состояние по-
тока.
V
k
c
k
b
Z
Zcn
V
b
a
x
y
h
n
W
c
h
c
h
bx
H
W
k
h
k
Zbn
W
b
c
k
b
b
Рис 1. Расчетная схема оголовка туннеля 
Из условия (2) следует, что любому зна-
чению 
К
s 
соответствует бесчисленное мно-
жество оголовков как с отрывным, при 
К
ч
>К
чпр 
так и с безотрывным, при 
К
ч
≥К
чпр
, 
течением. Этот результат исследований 
имеет практическое значение, так как 
позволяет назначать такие очертания и 
размеры 
оголовков 
с 
безотрываным 
течением, которые являются наиболее 
приемлемыми для конкретных условий 
гидроузла.
С учетом зависимости (2) значение 
К
чпр
определялось в опытах при данном
К
s 
лишь за 
счет 
изменения 
К
ч
, 
что 
осуществлялось путем изменения высоты 
водовода. В опытах удавалось довольно 
отчетливо определить как отсутствие 
отрыва так и явно отрывное течение, когда 
наблюдалось 
обратное 
течение 
или 
периодическая смена направления его. Что 
же касается оголовка с предельным 
предотрывным течением, то его, как 
правило, приходилось определять условно- 
как среднее арифметическое из двух 
ближайших значений 
К
ч
, при которых 
формируется безотрывное и отрывное 
течение;
б) функциональное выражение для 
коэффициента предельной раструбности 
К
чпр 
может быть записано в виде (рис. 2) 
К
чпр 
=f (K
s
; Re
к
; H/h
k
) 
(3) 
где 
Re
к
– 
число 
Рейнольдса, 
подсчитанное по концевому сечению 
оголовка, 
т.е. 
Re
к
=υ
к
h
к
/v; 
где 
v–
кинематический коэффициент вязкости.
Исследованиями выявлено, что коэффи-
циент предельной раструбности находится 
в автомодельной области по числу Рей-
нольдса в исследованном диапазоне
Re
к
= 
10
4
+10
5
. 
Это, с учетом обычных значений 
Re
к
>10
4
, 
позволяет упростить (3), т.е. 
написать:
К
чпр 
=f (K
s
; H/h
k
)
(4) 
К
чпр 
– существенно увеличивается при 
повышении уровня воды в верхнем бьефе, 
т.е. при увеличении 
H/h
k
, достигая при 
H/h
k
≥15 
некоторого 
постоянного 
наибольшего значения (рис. 2). 
Другим словами, уменьшение 
H/h
k
, 
способствуя формированию безотрывного 
течения, позволяет при заданном 
K
s
принять 
меньшее 
значение 
К
чпр 
и, 
соответственно, обеспечить безотрывное 
течение при меньших размерах оголовка. 
Полученные 
в 
работе 
кривые 
зависимости 
К
чпр
=f (K
s
; H/h
k
),
которые 
приведены на рис. 2 позволяют определить 
очертание 
и 
размеры 
безотрывно 
обтекаемого 
оголовка 
при 
любом 
положении уровня верхнего бьефа и могут 
быть использованы для решения различных 
практических задач по определению 
очертания 
и 
размеров 
оголовка 
с 
безотрывным течением, Например, для 
определения значения 
K
s
из условия 
получения минимальной длины оголовка 
или минимальной его высоты в входном 
сечении и др. При расчете входного 
оголовка на обеспечение безотрывного 
течения с запасом, можно принять значения

---