Straty związane z kontrakcją

(Contraction and Expansion Losses)

Straty związane z kontrakcją strumienia pomiędzy dwoma przekrojami określane są podczas standardowej procedury obliczeniowej. Za pomocą formuły Manning’a ustalane są straty na tarcie, natomiast wszelkie inne obliczane są według wzorca: współczynnik razy bezwzględna wartość zmiany wysokości prędkości pomiędzy dwoma sąsiednimi przekrojami. Jeżeli wysokość prędkości ulega zwiększeniu, użyty zostaje współczynnik zwężenia strumienia – gdy wysokość prędkości spada, do obliczeń wciągany jest współczynnik rozszerzenia strumienia.

Pomiędzy umieszczonymi na rys. 5.1 przekrojami 4 i 3 użyty zostanie współczynnik zwężenia strumienia, natomiast pomiędzy przekrojami 2 i 1 będzie to współczynnik rozszerzenia strumienia. Współczynniki kontrakcji służą do obliczenia strat związanych ze zmianami kształtu i rozmiaru koryta (lub jego aktywnych części). Straty związane z rozszerzeniem strumienia, są zwykle większe od tych powodowanych przez jego zwężenie, a straty powodowane przez nawet niewielkie, lecz nagłe zmiany kształtu koryta, są większe od tych, powodowanych przez zmiany łagodne. Typowe wartości współczynników kontrakcji dla przepływów spokojnych (Fr < 1) przedstawione zostały w tablicy 5.1.

Tab. 5.1. Wartości współczynników kontrakcji dla przepływów spokojnych (Fr < 1)

 
wsp. zwężenia
wsp. rozszerzenia
bez strat na kontrakcję
0.0
0.0
zmiany łagodne
0.1
0.3
typowy przekrój mostowy
0.3
0.5
nagłe zmiany przekroju
0.6
0.8

Maksymalna wartość współczynników kontrakcji wynosi 1.0. Przy obliczaniu przepływów rwących (Fr > 1) wartości współczynników kontrakcji powinny być nieco niższe od przedstawionych w tab. 5.1. I tak, dla typowych przekrojów mostowych, dla przepływów klasy C (silnie rwących) wartości współczynników zwężenia i rozszerzenia strumienia, powinny wynosić odpowiednio 0.1 i 0.3. Jeżeli natomiast przepływ napotyka na nagłe zmiany przekroju poprzecznego koryta, wartości te wynosić mogą odpowiednio 0.3 i 0.5.