«Гидравлический прыжок»

явление резкого, скачкообразного повышения уровня воды в открытом русле при переходе потока из т. н. бурного состояния в спокойное. Г. п. сопровождается образованием поверхностного «вальца», внутри которого сильно насыщенная воздухом жидкость находится в сложном вращательном движении.

Г. п. обычно имеет место при пропуске потока через отверстия гидротехнические сооружений (водосливы, водоспуски и т.п.). Вследствие больших донных скоростей в зоне Г. п. могут появляться размывы русла. Теория Г. п. рассматривается в гидравлике.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЫЖОК - явление резкого, скачкообразного повышения уровня воды в открытом русле при переходе потока из т. н. бурного состояния в спокойное.

hydraulic jump

hydraulic jump, hydraulic-jump wave, standing wave

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЫЖОК

- часть потока в русле со свободной поверхностью, в пределах к-рой происходит резкий подъём уровня воды при переходе от бурного или стремит. течения к спокойному. При этом скорость v₁ стремит. течения больше волновой скорости (т. е. больше скорости распространения волн на поверхности данной жидкости ), а глубина h₁ меньше критич. глубины h _кр; при переходе к спокойному течению его скорость v₂ становится меньше волновой скорости, а глубина h₂>h _кр (рис.). Участок Г. п., движение воды в к-ром носит сложный водоворотный характер, наз. вальцом. В начале Г. п. идёт захват осн. потоком масс жидкости из вальца, а в конце Г. п. жидкость осн. потока поступает в валец. T. о., между вальцом и осн. потоком происходит обмен кол-вом движения, что ведёт к торможению осн. течения и значит. потерям энергии.

Глубины h₁ и h₂ до и после Г. п. наз. взаимными или сопряжёнными глубинами, а их разность (h₂-h₁) определяет высоту Г. п. Длина L участка, на к-ром происходит резкое изменение глубин потока, наз. длиной Г. п. Обычно Г. п. возникает при протекании воды через возвышение на дне русла, при вытекании из-под щита или перетекании через водослив.

Осн. задача при расчёте Г. п.- определение взаимных глубин, длины Г. п. и сопровождающих Г. п. потерь энергии. Взаимные глубины определяются соотношением

где - Фруда число, g - ускорение силы тяжести. Длина Г. п. определяется по эмпирич. ф-лам, напр. для прямоугольных русел по ф-ле H. H. Павловского: L=2,5 (1,9 h₂ - h₁). Потери энергии в Г. п. в этом случае . При больших числах Фруда (Fr>2,5) эти потери составляют св. 50%, т. е. Г. п.- хороший гаситель энергии. Поэтому Г. п. используется в гидротехнике, напр. для защиты от размывов ниж. бьефа плотин. Так, если истечение воды через гидротехн. сооружение происходит с образованием отогнанного Г. п., т. е. отодвинутого на нек-рое расстояние от сооружения, то во избежание размывов дна ниже сооружения устраивают водобойные колодцы, стенки, чтобы приблизить Г. п. к сооружению (т. е. превратить его в затопленный).

Лит.: Чугаев P. Р., Гидравлика. (Техническая механика жидкости), 4 изд., Л., 1982, гл. 8. А. Д. Алътшулъ.