- Tytuł:
- Hydrauliczne badania modelowe w inżynierii wodnej
- Autorzy:
-
Majewski, Wojciech
Mokwa, Marian - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/books/2085594.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy
- Opis:
-
Niniejsza monografia poświęcona jest w całości hydraulicznym badaniom modelowym, które towarzyszyły projektowaniu, budowie oraz eksploatacji różnego rodzaju budowli hydrotechnicznych na rzekach, ze szczególnym odniesieniem do warunków polskich. Każda budowla hydrotechniczna musi spełniać wiele kryteriów. Jest to budowla, która ma służyć społeczeństwu przez wiele lat w sposób bezpieczny, zgodny z zasadą zrównoważonego rozwoju oraz uwzględniająca możliwości potencjalnych zmian klimatycznych.
Teoria i praktyka hydraulicznych badań modelowych ma wieloletnią tradycję i wynika głównie z potrzeb projektowania i budowy nowych obiektów hydrotechnicznych, związanych z szeroko pojętą gospodarką wodną. Prace te opierały się na licznych badaniach o charakterze podstawowym w dziedzinie hydrauliki i mechaniki płynów, do których nawiązuje monografia. Istotą hydraulicznych badań modelowych jest to, że model stanowiący projektowaną budowlę w mniejszej skali jest dużo tańszy niż obiekt w naturze. Można na nim dokonywać zmian i poprawek oraz powtarzać doświadczenia, co jest bardzo kosztowne, a czasami niemożliwe na obiekcie w naturze. Badania modelowe opierają się przede wszystkim na eksperymentalnym przedstawieniu zjawisk hydraulicznych, występujących w naturze. Z biegiem czasu, wraz z rozwojem modeli matematycznych i komputerów, wiele problemów można rozwiązywać stosując tę technikę.
W celu lepszego zrozumienia problemów omawianych w monografii, konieczne było przedstawienie na wstępie podstawowych informacji dotyczących wody z którą mamy do czynienia, zarówno na modelu hydraulicznym, jak i w naturze. Duża część monografii poświęcona jest podstawowym zjawiskom hydraulicznym, występującym w naturze i związanym w dużym stopniu z budowlami hydrotechnicznymi. Dotyczy to przepływów ustalonych i nieustalonych, równomiernych i nierównomiernych, turbulentnych i laminarnych oraz spokojnych i rwących. Przedstawiono informacje dotyczące odskoku hydraulicznego, który ma istotne zastosowanie do rozpraszania energii. Część monografii poświęcono informacjom o obiektach hydrotechnicznych, które są badane na modelach oraz procesom związanym z ruchem rumowiska, które występują poniżej i powyżej budowli hydrotechnicznych, jak również na odcinkach rzek.
Podano również podstawy analizy wymiarowej, pozwalającej na dojście do kryteriów warunkujących skale modelu. Omówiono podstawy hydraulicznych badań modelowych na przykładach takich obiektów hydrotechnicznych, jak stopień Włocławek, Solina i Tresna. Przedstawiono cel i zakres tych badań, przyjęte skale modelowe, przebieg badań oraz uzyskane wyniki, które wielokrotnie posłużyły do potwierdzenia prawidłowo przyjętych rozwiązań lub do korekty tych projektów. Badania te dotyczyły przepustowości budowli, obciążeń hydrodynamicznych oraz rozpraszania energii.
Monografia zawiera również podstawowe informacje dotyczące badań modelowych odcinków rzek na modelach z dnem stałym oraz rozmywalnym. Omówiono także problem skażenia skali, który występuje na modelach rzecznych.
W końcowej części monografii przedstawiono informacje dotyczące projektowania modeli, a w szczególności budowy stanowisk badawczych, przyjęcia skali modelu, sposobu przeprowadzenia doświadczeń, analizy wyników i opracowania raportu końcowego.
Monografia opatrzona jest wykazem podstawowych jednostek fizycznych występujących w badaniach, spisem podstawowych oznaczeń, bibliografią oraz słownikiem polsko-angielskim określeń związanych z hydraulicznymi badaniami modelowymi zawartymi w tej pracy.
Monografia przeznaczona jest dla studentów i doktorantów technicznych studiów budownictwa wodnego i gospodarki wodnej, jak również specjalistów biur konsultingowych i pracowników instytutów badawczych związanych z inżynierią środowiska.
This monograph is devoted to hydraulic model investigations, which always accompany design, construction and exploitation of various types hydraulic structures on rivers with special emphasis to Polish conditions. Each hydraulic structure must fulfill several criteria. First – the hydraulic construction, which has to serve society for many years must be safe, operate in agreement with the principle of sustainable development and take into account possibilities of potential climate changes. Theory and practice of hydraulic model studies have multiyear tradition, which resulted mainly from the needs of design and development of new hydraulic structures connected with water resources management. These studies were based on numerous investigations of a basic character in the realm of hydraulics and fluid mechanics to which this monograph is addressed. Essential idea of hydraulic model studies is that model which represents the designed construction in a diminished scale is much cheaper than the construction in nature and that it is possible to make changes in their shape and repeat the experiments on the model, which is expensive in prototype and very often impossible. These studies are predominantly based on the experimental application of hydraulic phenomena which appear in nature. In the course of time with the development of mathematical models and computers numerous problems can be solved using these techniques instead on hydraulic models. In order to better understand the problems included in the monograph it was necessary in the beginning to provide information on water, with which we deal in models and in prototype. Large part of the monograph is devoted to basic hydraulic phenomena, which appear in nature and in a large extent are connected with hydraulic structures. This concerns steady and unsteady flows, uniform and nonuniform flows as well as turbulent and laminar, supercritical and subcritical. Information concerning hydraulic jump, which plays important role in energy dissipation is presented. Part of the monograph includes information on various hydraulic structures, which are studied on hydraulic models. Sediment transport processes, which appear downstream and upstream from hydraulic structures as well as in rivers are described. Information on dimensional analysis, which allows to establish modelling criteria for hydraulic models, is presented. Principles of hydraulic model studies are described together with examples of model studies carried out in Poland, such as barrage Włocławek, Solina dam and Tresna dam. The aim and scope of these studies is presented together with determination of model scales, run of investigation and suggestions for corrections of these hydraulic structures. Studies concerned flow conveyance, hydraulic load on structures, aeration and energy dissipation. The monograph includes also basic information concerning studies of river sections by means of models with fixed and movable bed. Problems of scale distortion, which appear in river models, are described. The final part of the monograph includes information concerning the design of hydraulic models, determination of model scales, construction of the models, the way of performing experiments, analysis of results and preparation of final report. The monograph includes the index of basic physical units, which appear in model studies, index of basic symbols, bibliography and Polish-English dictionary of words and expressions used in hydraulic model studies. The monograph is dedicated to graduate students of civil engineering departments of the technical universities as well as consultants and researchers from institutes dealing with problems of environmental engineering. - Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Książka