Analiza wpływu wysokości krawędzi przelewowej na działanie przelewu burzowego z rurą dławiącą cd.

3. Analiza i interpretacja wyników obliczeń

3.1. Długość rury dławiącej

Długość lr rury dławiącej (o ustalanej średnicy dr i spadku ir dla strumienia Qśc) dobierana jest przy granicznym strumieniu objętości (Qgr). Wysokość krawędzi przelewowej wpływa więc bezpośrednio na długość rury dławiącej (rys. 1):

(1)

gdzie:
ζw - współczynnik strat miejscowych na wlocie do rury dławiącej, przyjęto ζw=0,45,
αr - współczynnik energii kinetycznej na wylocie przy Qgr: αr = 1+ 2,93λ - 1,55λ3/2,
λ - współczynnik oporów liniowych:  = 8g n2 / (dr/4)1/3, dla n = 0,013 s/m1/3,
Јr - spadek linii wysokości energii przy Qgr.

Wzrost wysokości krawędzi przelewowej (p) powoduje konieczność zwiększenia długości (lr) rury dławiącej, niezbędnej do zdławienia przepływu do wartości Qgr. Zmiana wysokości krawędzi przelewowej, w zakresie od 1,10 do 1,30 m, powoduje zwiększenie niezbędnej długości lr z 29,99 do 55,47 m (tab. 1 - kol. 3). Zatem, zwiększenie wysokości p krawędzi o 20% wywołuje wzrost długości rury dławiącej aż o 85%. Wynika to z faktu, iż przy wysokich krawędziach przelewowych występuje duża różnica wysokości naporów na wlocie i wylocie z rury dławiącej, która ma być zużyta na straty hydrauliczne w rurze dławiącej. Tak duże straty nie są wymagane w przypadku niskich krawędzi przelewowych, gdzie rury dławiące są też znacznie krótsze. Graficzną interpretację wpływu wysokości krawędzi przelewowej na długość rury dławiącej przedstawiono na rys. 4.

3.2. Długość krawędzi przelewowej

Obliczenia długości krawędzi przelewowej należy przeprowadzić iteracyjnie, korzystając z bezwymiarowych postaci równań różniczkowych ruchu, bądź wykorzystując wzory aproksymacyjne [2,4]. Długość krawędzi przelewowej (lp) zależy głównie od strumienia objętości przepływu przez przelew (Q=Qd-Qo) oraz od miarodajnej wysokości warstwy przelewowej (hm):

(2)
gdzie:
µ - współczynnik przepływu przelewów bocznych: µ<0,50; 0,60> [2].
W wypadku gdy: lp>(4÷5)D - należy zastosować przelew dwustronny (wówczas we wzorze (7): Q=Q/2).

W analizowanym przypadku, Qo=1,15Qgr, zwiększenie wysokości krawędzi przelewowej w zakresie od 1,10 do 1,30 m powoduje zmniejszenie długości krawędzi przelewowej z lp=10,50 m (lub 2x5,58 m) do lp=6,49 m (tab. 1, kol. 8; rys 6). Zwiększenie wysokości krawędzi przelewowej o 18% powoduje zmniejszenie długości krawędzi przelewowej aż o 38%.