Przy projektowaniu przepustów często przyjmuje się, że nie będą one pracować pod ciśnieniem, ponieważ wlot ich będzie nie zatopiony. Jak wynika jednak z praktyki, niektóre przepusty — obliczone odpowiednio do tego założenia— pracują niekiedy również przy wlocie zatopionym. W dorzeczu bowiem może wystąpić wezbranie większe niż przyjęte do wyznaczenia otworu przepustu. Do obliczenia wzniesienia korony nasypów przyjmuje się przepływy o rzadszym prawdopodobieństwie pojawiania się niż przy wyznaczaniu wielkości otworów obiektów znajdujących się w tych nasypach. Wynika z tego, że zatopienie wlotu przepustów może zawsze nastąpić.
Również otwory upustów w budowlach piętrzących wodę w zasadzie pracują przy zatopionym wlocie. Należy więc raczej obliczać przepusty zakładając, że wlot ich będzie zatapiany i w związku z tym odpowiednio je budować. Do niedawna przyjmowano, że przy zatopionym wlocie otwór pracuje pełnym przekrojem bez względu na kształt wlotu. Przyjęcie takie nie jest właściwe, przepływ bowiem wody w otworach pod ciśnieniem przy wlocie nie-opływowym nie odbywa się pełnym przekrojem, a w sposób uwidoczniony na rysunku 1 a. Dla spowodowania pracy otworu pełnym przekrojem należy zastosować opływowy kształt wlotu (rys. 1 b).
Rys. 1. Przepływ wody pod ciśnieniem: a – otwór nie pracuje pełnym przekrojem, b – otwór pracuje pełnym przekrojem
Przepływy przez otwory pod ciśnieniem badane były w różnych laboratoriach. Badania te pozwoliły na wyciągnięcie następujących wniosków:
- przy nachylonej skarpie nasypu lub przy pionowej ścianie nad wlotem otworu zatopionego otwór pracuje pełnym przekrojem, jeżeli wlot jest tylko nieznacznie zatopiony,
- w miarę zwiększania się objętości przepływu następuje taki moment, gdy strumienie zaczynają odrywać się od górnej powierzchni otworu — najpierw w pobliżu wlotu, a następnie stopniowo na całej długości aż do wylotu,
- wysokość spiętrzenia, przy której otwór w tych samych na pozór warunkach zaczyna pracować niepełnym przekrojem, nie jest stała. Niekiedy zauważa się również, że oderwanie się strumieni może nie wystąpić wcale — bez względu na zwiększanie wysokości spiętrzenia,
- odrywanie się strumieni od górnej powierzchni wlotu jest spowodowane zassaniem powietrza do otworu od strony wlotu, przy równoczesnym tworzeniu się charakterystycznych lejów na powierzchni wody spiętrzonej.
Literatura:
- Jarocki W.: Obliczanie otworów mostów i przepustów. Wyd. Kom. Warszawa 1955,
- Linder F., Solanowski J.: Budowa mostów. WKiŁ, W-wa 1966,
- Linder F.: Budowa mostów. PWSZ 1970,
- Michałowski S., Plutecki J.: Energetyka wodna. WNT, W-wa 1975,
- Pajchel W.: Budowa mostów. PWSZ 1971,
- Stróżecki D.: Mosty drewniane. Wyd. Kom. , W-wa 1959.