Основы гидрофизики. Беховых Л.А - 106 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АГАУ | Барнаул

Составители: 

Рубрика: 

106
При понижении температуры воздуха интенсивность охла-
ждения воды в открытом канале увеличивается, что приводит к
наступлению кромки льда; протяженность участка канала, по-
крытого льдом, возрастает. При потеплении наблюдаются об-
ратные процессы, связанные с отступлением кромки льда.
Расчет температуры воды в водотоке
Расчет температуры воды в реке, отводящем канале, в ниж-
нем бьефе гидроэлектростанций имеет непосредственное прак-
тическое значение. При решении этих задач используется диф-
ференциальное уравнение (4.9), описывающее температурное
поле потока. Уравнение может быть решено при наличии сле-
дующих начальных и граничных условий: распределения тем-
пературы в начальном (входном) створе потока и теплообмена
на внешних границах (на поверхностях) потока. Кроме того,
должны быть заданы проекции скоростей υ
x
, υ
y
, υ
z
во всех точ-
ках изучаемого потока, а также значение коэффициента турбу-
лентной теплопроводности λ
т
.
Учитывая, что в водотоке главенствующую роль играет
турбулентное перемешивание по вертикали и адвективный теп-
лоперенос в направлении движения воды, уравнение (4.9) на
практике упрощают до условий прямолинейного течения, т.е.
принимают, что υ
y
= υ
z
= 0.
Кроме того, пренебрегают вторыми производными от тем-
пературы по длине и ширине потока по причине их малости. И
тогда уравнение (4.9) приобретает следующий вид:
2
2
т
z
t
cx
tt
x
∂
∂
ρ
λ
=
∂
∂
υ+
τ∂
∂
(4.31)
или после интегрирования правой части
,
1
Hc
Q
x
tt
n
x
ρ
=
∂
∂
υ+
τ∂
∂
∑
(4.32)
а для установившегося температурного режима (
∂t/∂τ = 0)
.
1
Hc
Q
x
t
x
n
ρυ
=
∂
∂
∑
(4.33) 
    При понижении температуры воздуха интенсивность охла-
ждения воды в открытом канале увеличивается, что приводит к
наступлению кромки льда; протяженность участка канала, по-
крытого льдом, возрастает. При потеплении наблюдаются об-
ратные процессы, связанные с отступлением кромки льда.
            Расчет температуры воды в водотоке
    Расчет температуры воды в реке, отводящем канале, в ниж-
нем бьефе гидроэлектростанций имеет непосредственное прак-
тическое значение. При решении этих задач используется диф-
ференциальное уравнение (4.9), описывающее температурное
поле потока. Уравнение может быть решено при наличии сле-
дующих начальных и граничных условий: распределения тем-
пературы в начальном (входном) створе потока и теплообмена
на внешних границах (на поверхностях) потока. Кроме того,
должны быть заданы проекции скоростей υ x, υy, υz во всех точ-
ках изучаемого потока, а также значение коэффициента турбу-
лентной теплопроводности λт.
    Учитывая, что в водотоке главенствующую роль играет
турбулентное перемешивание по вертикали и адвективный теп-
лоперенос в направлении движения воды, уравнение (4.9) на
практике упрощают до условий прямолинейного течения, т.е.
принимают, что υy = υz = 0.
    Кроме того, пренебрегают вторыми производными от тем-
пературы по длине и ширине потока по причине их малости. И
тогда уравнение (4.9) приобретает следующий вид:
                        ∂t      ∂t λ т ∂ 2 t
                           + υx   =                     (4.31)
                       ∂τ       ∂x cρ ∂z 2
или после интегрирования правой части
                                       n


                        ∂t      ∂t     ∑Q
                           + υx    = 1 ,                (4.32)
                       ∂τ       ∂x cρH
а для установившегося температурного режима (∂t/∂τ = 0)
                                   n


                          ∂t   ∑Q
                             = 1     .                  (4.33)
                          ∂x cρυ x H

                             106

Страницы