На каком раскрытии отходят воды: Отход вод при беременности: аспекты и рекомендации

Содержание

Когда должны отойти воды в родах?? — 157 ответов на Babyblog

Смотря фильмы, я замечала, как у многих сначала отходят воды, начинаются сильные схватки и они едут рожать. Еле успевают доехать в роддом и опля и готово- родили. А как же оно в жизни? Поговорим..

Читая протоколы введения родов : воды , которые отходят перед потугами, при практически полном раскрытии, считаются НОРМОЙ; если воды отошли до начала родов деятельности и открытия наз. ранним излитием вод; а если в потугах отошли воды — поздним.

И в чем же важность вод и целого плодного пузыря?

А в том что плодный пузырь мягкой открывает шейку матки( схватки не такие болючие) и наличие вод создает для головки малыша вроде как подушку не травмируя ее. А также защищает ребенка от инфекции.

Зачем в роддоме пробивают пузырь?

Есть несколько вариантов:

1. Ускорить родовую деятельность( при раскрытии больше 4-5см ).

Только вот куда спешить??

2. Срок беременности 42 неделя, чтобы простимулировать роды и посмотреть цвет вод.

В протоколах по введению родов, говориться об неэффективности прокола плодного пузыря , когда нет раскрытия 5 см. То есть после подключают окситоцин. А с ним схватки малоприятные. Но про это в отдельном посте.

3. Плоский плодный пузырь.

В этом случае лучше отложить процедуру прокола к максимальному открытию. Просить врача повременить.

4. Показания.

Если есть какие нибудь патологии( например многоводие и т.д.)Но смысл тот же запустить роды.

Один из моментов и очень важным считаю, то что роды очень гармоничный процесс и если ребенку становиться плохо, схватки могут замедляться. Так как подается сигнал организму, а вмешаться в этот процесс, организм не сможет отреагировать.

Да и в принципе, прокол пузыря не есть жизненно необходимым.

А что же делать если воды отошли, а схваток нет?

1. Обращаем внимание на цвет вод.

Если они зеленные — едем в роддом.

2. Если есть кровь аллая — едем в роддом.

3. Безводный период до 72 часов считается нормой, но не в роддоме .

Потому если у вас хорошее самочувствие, малыш толкается, можем смело поесть и ложиться спать. Чаще всего роды начинаются ночью.

Чем опасный раний прокол плодного пузыря :

* выпадение пуповины

* стимулирование окситоцином ( самый распространенный побочный эффект)

* травмами головки ребенка.

Я за то, чтобы схватки были мягкими и с целым плодным пузырём.

Если что то забыла, пишите, и расскажите ваш опыт и ощущения)))

Пора в роддом!

Вот и заканчивается срок ожидания. Подходят к своему естественному завершению долгие 9 месяцев беременности. Уже выбран (это в идеале) роддом, где планируется рожать. В самом лучшем случае выбран и доктор, который курирует окончание беременности, и будет принимать сами роды. И волнение, волнение — не проходит.

О чем же волнуется будущая мама на этой финишной прямой:

  • Как я узнаю, что началось?
  • Что со мной будет происходить?

Хорошо, когда есть телефон личного врача, который ответит на эти и другие вопросы и решит возникающие проблемы.

Попробуем все-таки ответить сами.

Непосредственные причины наступления родов сложны и еще изучаются. К концу беременности в организме женщины возникают многочисленные изменения, которые способствуют наступлению родов.

О приближении родов можно судить по так называемым «предвестникам родов»:

  • в конце беременности (обычно за 2-3 недели до родов) дно матки опускается. Женщина отмечает, что ей стало легче дышать
  • нередко отмечается выделение из влагалища тягучей слизи, так называемой «слизистой пробки»
  • многие женщины начинают ощущать сокращения матки, которые перед родами принимают характер тянущих болей в области крестца и нижней части живота
  • при взвешивании женщины удается установить некоторое понижение веса тела перед родами

Есть и другие признаки, они разнообразны и часто индивидуальны. Но наиболее явными предвестниками родов являются все же нерегулярные сокращения матки и выделение «слизистой пробки».

Начало родов — это появление регулярных сокращений матки, которые называются схватками. В самом начале родов схватки появляются через каждые 10-15 минут, впоследствии становятся чаще и сильнее. С появлением схваток начинается I период родов.

Схватки являются главной родовой силой. Благодаря им происходит раскрытие шейки матки.

Схватки возникают непроизвольно, роженица (так называется беременная в родах) не может управлять ими по своему желанию. Схватки наступают периодически, через определенные промежутки времени; промежутки между схватками называются паузами. В начале родов каждая схватка продолжается 10-15 секунд, к концу их — в среднем одну минуту. Паузы между схватками в начале родов длятся 20-15-10 минут, затем они укорачиваются.

Различают три периода родов: первый период — период раскрытия, второй период — период изгнания или потужной период, третий период — последовый период.

В первом периоде родов происходит постепенное сглаживание шейки и раскрытие ее. Раскрытию шейки матки способствует перемещение околоплодных вод в сторону канала шейки матки. Во время схваток плодный пузырь напрягается и все глубже вклинивается в канал шейки матки, производя его расширение изнутри.

Раскрытие шейки матки считается полным, когда зев расширился ~ на 10 см. При такой степени открытия зев пропускает головку и туловище зрелого плода.

Под влиянием усиливающихся схваток плодный пузырь, заполненный передними водами, наливается все больше. После разрыва плодного пузыря отходят передние воды. Задние воды изливаются после рождения ребенка. Реже плодный пузырь разрывается при неполном открытии зева, иногда даже до наступления родов.

После полного раскрытия шейки матки начинается второй период, который заканчивается рождением ребенка.

К схваткам вскоре присоединяются рефлекторно возникающие потуги.

Второй период родов сопровождается большим напряжением всех сил роженицы. Под влиянием одновременно действующих схваток и потуг головка опускается в малый таз, проходит через его полость к выходу.

После рождения ребенка начинается третий период родов. В этом периоде происходит отделение плаценты и оболочек от стенок матки и рождение отделившегося последа.

После рождения последа роды заканчиваются и начинается послеродовый период.

Продолжительность родов зависит от разных причин, главным образом от характера родовых сил. Чем интенсивнее схватки и потуги, тем меньше продолжительность родов. На продолжительность родов влияют и такие факторы, как величина плода, вставление предлежащей части, размеры таза, время отхождения околоплодных вод и другие.

Продолжительность первых родов обычно больше, чем повторных.

В подавляющем большинстве случаев роды проходят в роддоме.

Женщина перед поступлением в роддом испытывает чувство страха и неопределенности в связи с рождением ребенка. Она находится в состоянии огромного физического и эмоционального напряжения. Женщине особенно трудно, когда она попадает в незнакомую обстановку, к новому непривычному медицинскому персоналу.

Ведение системы индивидуальных родов значительно уменьшают беспокойство и страх.

У нас в роддоме такая действует именно такая система. Женщина сама выбирает врача-акушера-гинеколога, который будет вести ее роды.

Будущая мать и врач имеют возможность узнать друг друга до родов и обсудить все возможные проблемы и пути их решения.

В роддоме роженицы обеспечены надлежащим вниманием и профессиональной помощью в течение всего периода родов и послеродового периода.

Другие статьи

Беременность и роды после 35

Желание осуществить мечту материнства будет до тех пор, пока существует мир. Женщина 21 века стоит на одной ступени с мужчиной в достижении карьерного роста. Лишь достигнув полного совершенства в деловой сфере, большинство пар задумываются о рождении ребенка.

Как выбрать роддом? Где рожать?

Этот вопрос необходимо задать себе буквально в первые дни беременности. Впрочем, можно и во время ее планирования. Потому что от этого выбора зависит успех главного в жизни каждой семьи события — рождение здорового долгожданного малыша, и конечно же, здоровье мамы.

Академия подготовки к родам «2 Плюс»

Семейная клиника «Роддом на Фурштатской» исповедует глубокий профессионализм во всем, что касается рождения малышей. О том, чем отличается «академический» подход от традиционных курсов для беременных, рассказывает Екатерина Васильченко, руководитель отдела PR и рекламы и молодая мама.

Как отличить настоящие схватки от тренировочных?

Поможет разобраться Шемякина Наталья Николаевна, заведующая акушерским отделением роддома «Лелека».

Тренировочные схватки, или как их еще называют, ненастоящие, или схватки Брекстона-Хикса — это нерегулярные схватки, которые не имеют нарастающей интенсивности. Матка может приходить в тонус, но в норме, он должен быстро проходить.

Например, тонус возник один раз за полчаса и матка довольно быстро расслабилась. Затем тонус снова появился только через два часа и снова прошло. Это — тренировочные схватки, у них нет нарастания по интенсивности и они не становятся более частыми.

Тренировочные схватки физиологически предусмотрены нашим организмом. Так матка готовится выполнить тяжелую работу в процессе родов. В норме, тренировочные схватки появляются в сроках беременности, близких к родам — ​​с 37 недели беременности.

Появление тренировочных схваток на ранних сроках беременности — это не норма

Матка может приходить в тонус при активном образе жизни, физических нагрузках, при изменении положения тела, но этот тонус должен быстро проходить. В норме, матка не должна часто приходить в тонус. И тем более, схваток, как таковых, до 37 недели беременности не должно быть.
Схватки Брекстона-Хикса на ранних сроках — это угроза преждевременных родов. Если у женщины в течение дня периодически повторяются схватки: через час, через 2, потом опять через час, (даже если они не регулярные), на сроках до 37 недели — такой тонус должен насторожить будущую маму.

Потому что это не норма, а угроза преждевременных родов. Это повод обратиться к специалисту и изменить свой ритм жизни, надеть бандаж. Причины возникновения преждевременных родов — чаще всего, внутренние, вызванные гормональными нарушениями и нарушением физического здоровья женщины. Но значительные физические нагрузки и стрессы также могут стать причиной преждевременных родов.

Родовые схватки

В отличие от тренировочных, родовые схватки являются регулярными. Матка приходит в тонус сначала один раз в 15 минут, и через некоторое время — один раз в 7-10 минут. Схватки постепенно становятся более частыми, длиннее и сильнее. И уже возникают каждые 5 минут, затем 3 и, наконец, каждые 2 минуты.

Настоящие родовые схватки — это схватки каждые 2 минуты, 40 секунд. Если в течение часа-двух схватки усиливаются — боли, которые начинаются внизу живота или в пояснице и распространяются на живот, — скорее всего, это настоящие родовые схватки.

Тренировочные схватки НЕ столько болезненные, сколько необычные для женщины. Когда будущая мама видит, как живот приходит в тонус — его форма меняется и он становится плотным, как надутый мячь. Это может Вас немного пугать. Но женщина должна понимать, что в настоящих, родовых схваток, должна быть четкая периодичность, усиление и учащение за определенный промежуток времени. Настоящие схватки никогда не прекращаются, а тренировочные — да. Матка то приходит в тонус, то расслабляется.
Часто женщины путают схватки с тонусом, который вызван другими физиологическими процессами в организме. Например, усиленной перистальтикой кишечника, кишечными инфекциями, коликами и др.

Что еще должно насторожить женщину ?! Если в течение часа-двух матка периодически приходит в тонус и появились слизистые, кровянистые (с прожилками крови или коричневые) выделения, то скорее всего, идут структурные изменения шейки матки — она ​​раскрывается. Также важным знаком, обратиться за помощью, является отхождение слизистой пробки задолго до родов. Отхождения ее в терминах родов, за неделю-две до родов — это нормально.

Отслеживаем родовые схватки

Существует несколько методов определения типов схваток. Женщина это может сделать сама, записывая периодичность и продолжительность схваток на бумаге или отслеживать их с помощью специальных программ для компьютера и телефона. А может обратиться к врачу в женскую консультацию или в роддом, где специалист проведет фетальный мониторинг (КТГ плода). С помощью 2 датчиков отслеживается сердцебиение плода, сокращения матки и определяется, тренировочные это схватки или родовые.

Когда ехать в роддом?

Если в течение часа-двух происходит нарастание и усиление боли, интенсивность его увеличивается, периодичность схваток четкая и прослеживается регулярность, можно ехать в роддом. Женщина может ошибиться, но лучше приехать и точно убедиться, родовые это схватки или тренировочные.

Если отходят околоплодные воды, то можно потихоньку собираться и ехать в роддом. Так как, в норме, после этого должна начаться родовая деятельность.

Главное, женщина не должна паниковать. Латентная фаза родов может длиться 8-10 часов до момента полного раскрытия шейки. Родовая деятельность не протекает за 30 секунд. В процессе родовой деятельности шейка матки у женщин, рожающих впервые, открывается за час где-то на 1 см. Ей нужно раскрыться на 10 см, то есть у женщины к моменту рождения ребенка есть около 10:00.

Легкой вам беременности и родов!

что это такое, зачем она нужна и можно ли без неё обойтись

11 апр. 2019 г., 15:07

Анестезия давно применяется для обезболивания как при операции кесарева сечения, так и в процессе естественных родов. Но, как и прежде, один из главных страхов беременных женщин связан с этой темой. «Побочные эффекты анестезии», «Осложнения после анестезии при родах», «Если анестезия не подействовала» – эти запросы очень популярны в Сети и особенно тревожат женщин, решивших рожать по ОМС. Будущие мамы, и без того встревоженные приближением родов, не до конца понимают принцип действия разных видов обезболивания, не знают, что их ждёт после «укола» и, конечно, волнуются.

Какие виды анестезии существуют? В каких случаях отказ врача или пациентки от «эпидуралки» обоснован, а в каких — нет? Какие есть противопоказания? Об этом мы поговорили с заведующим отделением анестезиологии и реанимации для взрослых роддома при ГКБ №40 г. Москвы, врачом анестезиологом-реаниматологом высшей категории, кандидатом медицинских наук Владимиром Андреевичем Соколовым.

При родах применяются разные виды анестезии, не так ли? Расскажите, какие есть варианты?

Всё зависит от того, что происходит с женщиной в родах. Рожает ли она естественным путём, проводится ли ей операция кесарева сечения или речь идёт о малых акушерских вмешательствах, при которых порой тоже требуется обезболивание. Таких, например, как ручное обследование матки, зашивание.

Если мы говорим о так называемых физиологических родах, какой из способов обезболивания самый надёжный?

Если проходят физиологические роды, то есть женщина рожает естественным путём, самый надёжный способ обезболивания – эпидуральная аналгезия. Поначалу женщина может и вовсе не чувствовать болевых ощущений или может чувствовать что-то отдалённо, но ей, конечно, становится гораздо легче. Она может отдохнуть, поспать, почитать.

При таком виде обезболивания врач делает женщине укол, сначала обезболивая кожу в области поясницы, а потом уже устанавливает катетер, через который вводится анальгетик. Как правило, пользуемся дозатором, шприцевым насосом, который постоянно подаёт лекарство до полного раскрытия шейки матки. Применяются ропивакаин, наропин – современные препараты, которые считаются наиболее безопасными для женщины и ребёнка.

То есть женщина до самого момента рождения ребёнка не чувствует ничего, даже собственных ног?

Полной неподвижности этот вид анестезии не предполагает. Не нужно его путать со спинальной анестезией, которая проводится при кесаревом сечении. В самом начале, когда в организм женщины поступает тест-доза, обезболивание может быть посильнее. Потом дозировка анестетика снижается, женщина может вставать с кровати, хотя активно двигаться в это время не рекомендуется.

Действие лекарства длится ещё час после прекращения его подачи. При полном раскрытии женщина уже чувствует, что с ней происходит. Концентрация лекарства рассчитана таким образом, чтобы нормальная родовая деятельность не прекращалась. Если вводить препарат в более высокой концентрации, женщина не будет чувствовать ни боли, ни ног, ни родов, а потужной период удлинится. Так что некоторая болезненность при большом раскрытии шейки матки появится, но эти ощущения гораздо слабее тех, что испытала бы женщина без анестезии.

Есть ли какие-то противопоказания к проведению эпидуральной анестезии?

Есть. Например, аллергия на амидные анестетики, которые применяются при этом виде обезболивания. Также среди противопоказаний: применение антикоагулянтов, препаратов, разжижающих кровь. Выявленные у пациентки нарушения свёртываемости крови – противопоказание, которое является абсолютным.

Противопоказанием может стать и татуировка на пояснице в месте пункции. В таком случае мы внимательно смотрим, есть ли на коже место, чистое от рисунка. Если нет, всё в чернилах, то в эпидуральной анестезии будет отказано.

Эпидуральную анестезию в вашем роддоме предлагают всем. Женщина может от неё отказаться?

Да, есть небольшой процент пациенток, которые отказываются от этого вида обезболивания, чтобы пережить так называемые «натуральные» роды. Это их право. Существует масса психологических практик расслабления, техник правильного дыхания в родах. Немаловажное значение играет позитивный настрой. И всё же, как правило, когда раскрытие шейки матки увеличивается и женщина понимает, что терпеть боль не хочет, она может попросить об эпидуральной аналгезии.

И пожелание женщины выполнят в любой момент, даже если «процесс» идёт вовсю?

Обезболивание проводится при разном раскрытии шейки матки, от 2 см. и более, вплоть до полного. Но при повторных родах, раскрытии 8 см. может быть уже нецелесообразно делать анестезию и персонал на ней не настаивает. В таком случае мы понимаем, что женщина родит в течение 10-15 минут. Анестезия просто не успеет подействовать, ну разве что для осмотра после родов пригодится.

Если раскрытие меньше 8 см., то врачи, конечно, предлагают обезболивание.

Какие ещё виды анестезии применяются в родах вообще и в вашем роддоме в частности?

Внутривенная анестезия. Она требуется при проведении послеродового осмотра, если чувствительность сохраняется, а женщина болезненно реагирует на манипуляции врача, например, при зашивании. В таком случае женщину погружают в короткий медикаментозный сон, который длится не более 20 минут.

Возможны ли вертикальные роды под эпидуральной анестезией?

Да, вполне. Действие лекарства постепенно ослабевает в процессе родов, релаксация в мышцах уменьшается, женщина может привставать, двигаться. В любом случае она находится в пределах кровати, даже если рожает вертикально, так что эпидуральная анестезия не помешает женщине принять любое удобное ей положение во время родов.

Во время проведения кесарева сечения применяется такая же анестезия?

При проведении кесарева сечения речь идёт о спинальной анестезии. Это тоже укол в спину, в том же примерно месте, где ставится эпидуральный катетер, только анестетик более концентрированный и вводится он однократно.

После укола очень быстро, в течение 5 минут наступает релаксация живота и ног, женщина уже не может шевелить ногами, передняя брюшная стенка полностью расслабляется. Роженица находится в сознании в течение операции, которая длится не более 40-60 минут. Многие и не верят, что всё так быстро завершилось. Приходится поверить, конечно, ведь ребёнка тут же прикладывают к груди, согревают, а дальше уже начинается работа детских докторов. Через 3 часа женщина начинает чувствовать ноги и живот, через 4-6 часов может присаживаться. После того, как она твёрдо стоит на ногах, если всё хорошо с мамой и малышом, часов через 8-12 они вместе переводятся в послеродовое отделение.

Имеются противопоказания, необходимо проконсультироваться со специалистом.

Источник: http://in-korolev.ru/novosti/obschestvo/anesteziya-pri-rodah-chto-eto-takoe-zachem-ona-nuzhna-i-mozhno-li-bez-neyo-oboytis

ВРЕМЯ НАСТУПЛЕНИЯ РОДОВ – Московский областной центр общественного здоровья и медицинской профилактики (МОЦОЗиМП)

Во время беременности женщину беспокоят многие вопросы, но более всего интересует время наступления родов. Обычно это связано со страхом появления боли, каких-либо осложнений и с самым главным вопросом – как закончатся роды для мамы и ребенка? Все эти страхи напрасны. Современное акушерства располагает огромным опытом подготовки беременных женщин к родам и специального контроля за течением родов, позволяющего своевременно диагностировать осложнения со стороны матери или плода и оказать обоим адекватную помощь. Наконец, разработаны методы, с помощью которых женщина сама может способствовать благополучному течению родов, уменьшать боль.

Беременность в среднем продолжается 280 дней (40 недель), считая от первого дня последней менструации. Если от этой даты отсчитать 3 месяца назад и затем прибавить 7 дней – это и будет примерный срок родов. Например: последняя менструация была 10 декабря, следовательно, роды можно ожидать 17 сентября.

Желательно запомнить день первого шевеления плода. Первородящие женщины ощущают его в середине беременности (20 недель), а повторнородящие – несколько раньше (18 недель).

 Наиболее точно о дате родов можно будет говорить, если установлен срок беременности. Его может определить врач по размерам матки, которые соответствую определенным срокам беременности.

С достаточной достоверностью можно определить срок беременности и, следовательно, родов по данным ультразвукового обследования плода.

Роды, наступившие ранее 37 недель беременности, считаются преждевременными, а после 42 недель – запоздалыми.

Срочными родами, то есть наступившими в срок, считаются роды, начавшиеся при доношенной беременности. Известно, что длительность доношенной беременности варьирует от 37 полных недель (259 дней) до 42 недель (294 дня).  Начиная с 38 недели беременности, можно ожидать роды каждый день.

Предвестники и начало родов.

Невозможно установить заранее день родов, однако имеется ряд признаков, по которым можно судить о его приближении.

Предвестники родов:

1.   Беременная ощущает, что ей стало легче дышать; это связано с тем, что головка плода опустилась ниже и плотно прижалась ко входу в костный таз. ;

2.   Увеличивается количество выделений из влагалища, они могут приобретать коричневый или розовый цвет;

3.    Появляются отдельные сокращения матки – «тренировочные» схватки,- нерегулярные, короткие и быстро проходящие при поглаживании живота;

4.   В области поясницы часто возникают слабые, тупые, быстро проходящие боли;

5.     Как правило, у беременной происходит потеря массы тела.

При появлении этих предвестников следует подготовиться к поездке в родильный дом. Нельзя выезжать за город и надолго выходить из дома, так как внезапно могут начаться схватки или излиться околоплодные воды. Но вполне возможно,  что придется набрать терпения и ждать. Интервал между появлением предвестников и родами может составлять и несколько дней , и 2-3 недели.

Начало родов

На начало родов указывает появление кровянистых, мажущих выделений из влагалища. Это отходит «родовая пробка», то есть содержимое  шейки матки, которая начинает раскрываться; появление «родовой пробки»означает, что роды начнутся  в ближайшие 24-48 часов.

Излитие околоплодных вод

Важно обратить внимание на количество вод, которые могут «хлынуть» неожиданно или изливаться тонкой струйкой. В норме,  воды светлые или слегка розоватые, без примеси яркой крови, в них можно заметить белые комочки первородной смазки плода.   Однако воды могут иметь зеленоватый или коричневый цвет, что обусловлено попаданием в них первородного кала – мекония. Об этом нужно обязательно сообщить врачу, так как меконий в водах может указывать на дискомфорт плода.

После излития вод нужно незамедлительно отправится в родильный дом,  так как длительный безводный промежуток чреват опасностью инфицирования плода и родовых путей матери. Во избежание попадания инфекции не нужно плотно закрывать влагалище прокладкой или вводить тампон, нельзя принимать ванну, только душ.

Регулярные родовые схватки

Главное, что характерно для родовых схваток – это их регулярность, повторение сначала каждые 15-20 минут, затем все чаще и чаще, продолжительнее и сильнее. Это истинные родовые схватки, раскрывающие шейку матки. В отличие от них, ложные схватки обычно имеют нерегулярный ритм, не усиливаются и могут прекратиться, если поменять положение тела.  Однако и ложные схватки также выполняют важную функцию – подготавливают к родам шейку матки, которая становится мягкой, короткой, ее канал открывается, то есть она созревает к родам.

Нормальные  роды у первородящих женщин продолжаются в среднем 12-14 часов, а у повторнородящих  6-8 часов.

Периоды родов

Началом родов принято считать появлений сокращений матки, ритмично повторяющихся каждые 10-15 минут. Схватки постепенно усиливаются, а интервал между ними уменьшается. С началом родовой деятельности беременная женщина уже называется роженицей.

Если роды слишком затягиваются, женщине оказывается помощь. Врачи Древней Греции говорили, что солнце не должно дважды всходить над головой роженицы.

Различают три периода родов: раскрытие шейки матки, изгнание плода и послеродовый период.

Первый период родов – постепенное раскрытие шейки матки

Оно происходит под влиянием регулярных схваток. Схватки раз за разом растягивают круговые мышцы шейки, делая ее тонкой и податливой. На это же направлено вклинивание в нее плодного пузыря и давление головки плода. Медленное, постепенное раскрытие шейки матки начинается за 2-3 недели до родов. У большинства женщин шейка матки к родам «созревает»,  то есть становится короткой, мягкой,  с раскрытым на2 смканалом.

Период раскрытия – самый продолжительный в родах. Он длится около 9-10 часов у первородящих и 6-7 часов у повторнородящих женщин. Продолжительность схваток в этот период увеличивается до 1,5 минуты, а интервал между ними уменьшается с 10-15 минут до 1 минуты.

В первом периоде родов роженица должна выполнять рекомендации врача и акушерки и сама активно помогает себе: спокойно и ровно дышать носом, расслабляться вне схватки. Когда шейка матки открывается полностью, головка плода может опуститься в полость таза.

Второй период родов – изгнание плода

Когда головка плода достигает выхода таза, то есть опускается на его дно, к схваткам присоединяются потуги –  сокращения мышц брюшного пресса. За счет этого увеличивается внутрибрюшное давление, которое помогает изгнать плод из матки.

Продолжительность периода изгнания в среднем 1-2 часа у первородящих и менее часа у повторнородящих женщин.

В период изгнания особенно важно выполнять наставления врача и акушерки, помогая себе и ребенку благополучно пройти этот очень ответственный этап. Опытные врач и акушерка примут ребенка после рождения, слегка похлопают его по ягодичкам, ребенок закричит, его легкие расправятся, и он начнет жить внеутробной жизнью.

Роды еще не закончены – ребенок все еще связан с матерью пуповиной, а послед находится в полости матки. Послед (детское место) – это плацента, пуповина и оболочки плода.

В третьем, последовом, периоде пересекается пуповина

Однако ни мать, ни ребенок не почувствуют боли – в пуповине нет болевых нервных волокон. Крик ребенка сразу после появления на свет – это хорошая реакция на новую для него внешнюю среду. На ручку ребенку надевают табличку, на которой указывают фамилию, имя и отчество матери, год, день и час рождения ребенка, а также его пол.

Третий период родов в среднем продолжается 5-10 минут, однако может затягиваться до 1 часа. Роженица чувствует слабые схватки, которые отделяют плаценту от стенок матки, и затем с одной-двумя легкими потугами детское место выходит наружу. Вот теперь роды закончились.

После родов женщина (ее теперь называют не роженицей, а родильницей) в течение двух часов находится в родильном отделении под тщательным наблюдением медицинского персонала, который следит за состоянием женщины и количеством кровянистых выделений из половых путей. В это время осматривают мягкие родовые пути и, если имеются разрывы, то накладывают швы с предварительным обезболиванием. После обследования родильница переводится в послеродовое отделение.

Как можно облегчить роды

Роды – это тяжелое физическое напряжение. Беременной надо научиться экономно расходовать свою энергию. Боязнь родовой боли мешает правильному течению родов. Чтобы научиться управлять родовой болью, беременная должна освоить некоторые приемы.

Прежде всего, это касается позы во время родов. В начале родов, когда схватки еще нерегулярны и короткие, можно выбирать то положение тела, которое окажется наиболее удобным. Однако лежать на спине не рекомендуется, потому что в этой позиции головка плода сдавливает крупные кровеносные сосуды матери, уменьшая приток крови к плаценте.

Простым и важным правилом является часто мочеиспускание. Необходимо мочится каждые два часа, так как полный мочевой пузырь мешает головке плода опускаться в полость таза.

В активной стадии родов, когда схватки повторяются часто, нужно так же регулярно изменять положение тела, стараясь не лежать на спине. Если врачи разрешают походить, этим нужно воспользоваться. Можно встать на колени в кровати, опираясь на стул, то есть стремится чаще изменять положение тела.

 В последнее время в некоторых родильных домах рекомендуется проведение первого периода родов в ванне с теплой водой. Погружение в теплую воду облегчает болезненные схватки и оказывает успокаивающее действие на роженицу. Однако второй период родов необходимо проводить традиционно. Когда начинается изгнание плода, потуги задерживаются, можно, если врач разрешит, сесть на корточки во время схватки, так как в этой позе размеры таза увеличиваются, и головка плода легче опускается. Между схватками лучше полежать на боку или принять коленно-локтевое положение. При появлении потуг и начале рождения плода роженицу переводят в другую палату, на специальную кровать, предназначенную для приема родов. Здесь обычно медицинский персонал сам руководит положением матери, облегчая роды.

Женщине очень важно научиться правильно дышать во время схваток и полностью расслабляться между ними.  Во время схватки из-за сокращения мышц плод получает меньше кислорода. Поэтому недостаток его в эти моменты надо компенсировать правильным дыханием.

В первом периоде родов, когда схватки повторяются через 8-10 минут и продолжаются по 40-50 секунд, надо применять первый тип дыхания – медленное и глубокое.

Роды протекают менее болезненно и более бережно для плода, когда роженица попеременно то ходит, то ложиться на бок, то есть активная поза чередуется с позой отдыха.

Когда схватки становятся более интенсивными, повторяются через 5-6 минут и длятся около одной минуты, рекомендуется использовать поверхностное дыхание (второй тип).   С началом схватки лучше произвести несколько глубоких, медленных дыханий по первому типу, а с нарастанием схватки надо перейти на поверхностное дыхание, но затем, в конце ее – снова перейти на медленное и глубокое дыхание.

В конце первого периода родов, когда схватки сильнее, повторяются через 2-3 минуты и длятся по 60-90 секунд, надо применять поверхностное и быстрое дыхание. Это напоминает дыхание собаки с открытым ртом в жаркий день. Так дышать надо только на высоте схватки. С началом схватки можно применять первый, а затем перейти на второй и третий типы дыхания.

Во время потуг также полезно использовать третий тип дыхания, делая маленькие интервалы, чтобы вдохнуть воздух. В это время не надо напрягать мышцы живота. При этом головка плода не выжимается потугами, а как бы подталкивается выдохами, и ребенок рождается легче.

В момент схватки лучше оставаться в расслабленном состоянии. Но это расслабление не пассивное, а активное – сознательный процесс, требующий концентрированного внимания. Здесь роженица должна использовать приемы расслабления, которые она осваивала во время беременности. В этот период применяется формула самовнушения: «Я спокойна. Схватка- показатель родовой деятельности. Постепенно схватки будут усиливаться. Дыхание у меня ровное, глубокое. Мышцы расслаблены. Схватка заканчивается, после этого будет период отдыха».

Бытует представление о том, что роды обязательно сопровождаются болью. Именно укоренившийся страх и ожидание боли становятся, особенно, у впечатлительных, нервных  женщин, факторами, усиливающими неприятные ощущения и возводящими их с степень боли.

Акушерам хорошо известно, что нормально течение родового акта совсем не обязательно сопровождается болью. Примерно у 20% женщин роды сопровождаются лишь незначительной болезненностью. Более того, женщины некоторых народностей вообще не знают, что такое боль при родах.

Бояться боли не надо! Если она даже и возникает, врач сумеет ее облегчить, современное акушерство располагает для этого большими возможностями.

Широкое применение в клинической практике нашли различные медикаментозные обезболивающие средства, применяющиеся в дозировках, абсолютно безвредных для матери и плода.

Действие обезболивающих препаратов кратковременно, они применяются в саамы острые моменты. Но существуют еще приемы обезболивания, которые роженица может применять сама.

В период раскрытия шейки матки роженица делает глубокий вдох, задерживая дыхание, а затем – глубокий выдох. Одновременно она поглаживает ладонями боковую поверхность живота и, лежит на боку – пояснично-крестцовую область. В конце периода раскрытия, при более тягостных ощущениях, хороший эффект дает прижатие большими пальцами рук точек на внутренней поверхности  гребешковых костей таза, а также прижатие руками, сложенными в кулаки, «точек обезболивания» в пояснично-крестцовой области. С этой системой обезболивания женщин обычно знакомят в женской консультации.

Применение приемов дыхания и расслабления позволяет затрачивать меньше физической энергии, улучшает состояние плода и способствует благоприятному течению родов.

Советы о родах | Friso Russia

 

Многие говорят о «предвестниках» родов, таких, как «опущение» живота, перемены настроения, слишком частое «бегание в туалет» и так далее. Обычно не придают значения таким мелочам, да это и не важно, потому что есть три главных признака начинающихся родов: отошла слизистая пробка, отошли воды (или подтекают по столовой ложке), начались схватки – болезненные ощущения разной степени интенсивности в нижней части живота. Иногда кажется, что это расстройство кишечника, потому что тут уж действительно часто хочется в туалет (кишечник как бы подготавливает организм к «чистым» родам). Если схватки легкие, а роддом рядом, не стоит сразу же бежать к врачу. У вас еще есть время спокойно принять душ, полежать, проверить «тревожный чемоданчик» с вещами для роддома, даже дождаться прихода мужа. Можно выезжать в роддом, когда количество схваток составляет 2-3 в 10 минут. Если вы не знаете, когда это – отправляйтесь в роддом с первыми признаками начинающихся родов. Под присмотром врачей вам будет спокойнее.

И вот, вы на месте, врачи и акушерки ждут вашего выхода. Соберитесь с силами. Какие-то несколько часов – и ваш малыш будет разглядывать вас с интересом. А пока надо помочь ему родиться. Почти всю работу он делает сам. Вы лишь должны создать ему условия для благополучного рождения.

Одна из ошибок в родах — это решение покричать, чтобы облегчить боль. Настоятельно рекомендуем вам не делать этого, потому что неправильное дыхание во время родов мешает поступлению необходимого количества кислорода малышу. Самый лучший способ «медитации», который помогает как маме, так и малышу, — концентрация на дыхании.

Когда схватка приближается (вы ощущаете напряжение матки), дышите глубоко, делая полные вдохи и выдохи. Когда схватка началась, дышите ритмично и учащенно, как паровозик. Вдыхаем через нос, быстро выдыхаем через рот. С окончанием схватки сделайте полный вдох и медленно выдохните до конца. Потренируйтесь еще до родов.

Второй момент, который поможет вам владеть собой и ситуацией – мысли о малыше. Он не понимает, что происходит. Ему неуютно. Мягкий теплый домик выталкивает его. Положите руку на живот. Он пинается последние мгновения. Запомните их и успокойте его. Погладьте животик и скажите несколько ободряющих слов. Вы почувствуете прилив сил и уверенность в себе, когда поговорите с малышом.

Третий момент для комфортных родов: найдите удобное для вас положение. У некоторых женщин боли в пояснице во время родов приносят даже более неприятные ощущения, чем сами схватки. Положение лежа часто только усугубляет ситуацию. Спросите врача, можно ли вам походить или постоять у кровати. Может быть вам будет удобнее посидеть на корточках, если врач разрешит. Подвигайтесь. Это не невозможно. В поисках удобного положения вы облегчите и возможно даже ускорите весь процесс. Иногда ребенок находится высоко. Положение стоя поможет ему быстрее опуститься.

Четвертое условие уверенности в себе во время родов – получение информации. Замучайте врачей вопросами, которые тревожат вас. Спрашивайте их обо всем, это ваше право: как далеко головка, насколько широко раскрытие, можно ли вам походить, как лучше дышать, сколько еще, по предположению врача, продлятся роды.

И, наконец, пятое – умывайтесь холодной водой, смачивайте губы. Это прекрасное средство тонизирования. Вы не представляете себе, на что в таких случаях способна вода из-под крана!

Если врач говорит, что подойдет к вам, когда начнутся потуги – ждите сильного желания сходить в туалет «по-большому» во время схватки. Это и есть потуги. Спросите у врача, как правильно тужиться, если у вас не получается.

Концентрация на дыхании, мысли о ребенке, улыбка – и успех вам обеспечен. Вы сможете гордиться собой, и мысли о последующих родах не будут для вас пугающими.

Обязательно приложите малыша к груди сразу, как только он появится на свет. Это успокоит его. А молозиво (первичные выделения из молочных желез) – самый сильный иммуностимулятор для младенцев в мире!

 

Совет от Фрисо

Родовая боль – совершенно естественное явление, она свидетельствует о том, что организм женщины правильно готовится к рождению ребенка. По этой причине роды не могут быть абсолютно безболезненными, и это нормально. Другое дело, что слишком сильные мучения оказывают угнетающее психологическое воздействие на женщину, не позволяют ей сконцентрироваться на своей основной задаче и помочь малышу. Обсудите с вашим врачом возможность проведения обезболивания. Но при этом важно помнить, что рожающая женщина должна правильно дышать, расслаблять свое тело и доверять врачам.

 

Начало родов | КриоЦентр

Схватки Первое правило — по возможности спать. Если нет — просто отдыхать. Можно пожертвовать всем нижеперечисленным и поехать неподготовленной, но не утомленной первыми часами ожидания, когда спокойно можно и нужно было беречь силы и отдыхать. Сейчас от Вас ничего не нужно, кроме того как расслабиться. А вот потом понадобится серьезная работа, и Вы не должны быть истощены к этому времени. Это «потом» может произойти через сутки! Спите и отдыхайте, пока есть время. Сила схваток не зря нарастает постепенно. Все продумано. Желательно записывать продолжительность и интервалы между ними, но не сразу, когда они редкие и несильные, а потом когда они уже не дают Вам спать. Если сна и отдыха ни в одном глазу, то лучше не лежать, двигаться и искать положение, в котором легче. Использовать позы и приемы, пройденные на курсах или прочитанные. Приводить в готовность мужа, проверять приемы массажа, дыхания и пр. с ним. Не напрягать мышцы тела, особенно лица, не сжимать зубы — это напрягает мышцы тазового дна и шейку матки и удлиняет и утяжеляет период схваток. Сказать мужу, чтобы напоминал, когда вы забываетесь, и не давал Вам сжиматься. Со схватками надо не бороться и не переживать их, а отдаваться им, расслабляясь и утопая в них. Это не бессмысленная боль, не спазм, не сжатие, не сокращение, хотя вам так чувствуется. Это РАСКРЫТИЕ шейки матки, это их конечная цель, и именно ей надо способствовать. Вы раскрываетесь, хотите Вы этого или нет, будете бороться и причинять вам обоим боль, или не будете бороться и расслабитесь — в любом случае Вы — раскрываетесь. И поскольку это неизбежно, если Вы не будете бороться с неизбежным, а поймете его смысл, Вам будет легче понять смысл «расслабления в схватках». Потому что это означает «раскрытие при раскрытии». Отхождение вод. Воды могут отойти в любой момент: в начале родов, в середине или перед самыми потугами. Все это в пределах нормы. Прозрачные или белесые — норма Зеленые — ребенок испытывает гипоксию, требуется врачебная помощь. С небольшими прожилками крови — часть слизистой пробки, не представляет опасности С яркой кровью — отслойка плаценты, необходима срочная госпитализация Зафиксировать этот момент Ванна, душ Очень хорошо снимает болевые ощущения, помогает расслабиться. Позволяет определить действительно ли начались роды. Если это предварительные схватки, то под влиянием ванны они затихнут, если же роды начались, то ванна наоборот несколько простимулирует процесс. Принимать ванну можно не более получаса и только на ранней стадии родов, когда схватки не чаще 20 мин, если Вы, конечно, собираетесь ехать в роддом. Рожающим дома можно принимать ванну и в более поздней стадии родов. Душ очень помогает снимать болевые ощущения во время схваток. Его можно направить на крестец или поясницу. Даже если воды уже отошли, то ванну принимать можно, но ее надо хорошо почистить и добавить наполнитель: чистую морскую соль или Ротокан. Клизма Приготовить 3 литра воды. 2 в клизму, 1 на всякий случай. Кипятить не надо. Температура воды 30-32 гр. Делать клизму нужно на длинных промежутках, когда схватки идут с интервалом в 18-20 мин. Вода м.б. подсоленная (немного морской соли) или подкисленная (1 ст.л. лимонного сока на 3 л). Делать клизму надо в коленно-локтевой позе. Бритье Уменьшить количество порезов и неприятных ощущений помогает обычная мужская пена для бритья Питье, еда. Стимулирующее и поддерживающее питье. Во время родов и сразу после. Шиповник + 1 ч.л. меда. Фрукты, сухофрукты и печенье-крекер. Обязательно взять с собой в роддом. www.mariamm.ru

Как работает давление и поток воды?

Благодаря напору и потоку воды вы можете включить смеситель на кухне и мыть руки. Революция внутренней сантехники сделала напор воды необходимостью для большинства людей в мире. Представьте себе жизнь без рабочего смесителя в ванной, кухне или где-либо еще!

Несмотря на то, что это важные части повседневной жизни, вам может никогда не прийти в голову, как работает давление воды, или даже как определить низкое давление воды в домах.Хотите узнать, как давление воды соотносится с потоком воды и как они действуют в вашей повседневной жизни? Даже если вы этого не сделаете, в следующий раз, когда вы откроете кран только для струйки воды, понимание давления воды поможет вам понять, что происходит.

Определение давления воды

Давление воды описывается как сила или сила, которая используется для проталкивания воды по трубам или другим путям и создается высотой или высотой. Например, почти в каждом городе есть водонапорная башня, которая обычно расположена высоко на холме.Эта водонапорная башня представляет собой большой резервуар, в котором хранится городская вода. Высота бака будет определять величину давления, которое будет иметь подача воды.

На давление воды также часто влияет гравитация. Вода намного плотнее воздуха, поэтому небольшие перепады высот влияют на нее еще больше.

Определение расхода воды

Количество воды, проходящей через трубу в любой момент времени, описывается как расход воды. На расход воды может влиять ширина подающей трубы.Если бы многие приборы или дома получали воду из водопроводной трубы небольшой ширины, скорость потока была бы ниже, чем если бы труба была большей ширины. Таким образом, если бы несколько кранов или приборов были открыты одновременно, для них не было бы достаточного количества воды. Это приведет к низкому расходу.

Расход воды из крана определяется давлением воды. Чем больше воды проходит через трубу, тем выше естественное давление.Через трубы любого размера более высокое давление приводит к большему потоку воды. Однако ниже по потоку давление будет уменьшаться из-за потери трения и увеличения скорости воды.

Сходства и различия между давлением воды и расходом воды

Необходимо отметить, что давление воды и расход воды НЕ одно и то же. Проще всего это описать, поток воды — это то, как МНОГО воды течет по крану, а давление воды — это то, насколько ЖЕСТКО вода падает в кран.

Как давление воды, так и расход воды связаны с трением. Трение замедляет движение воды по трубе в зависимости от текстуры и диаметра трубы. Если напор воды достаточен, чем ровнее труба, тем меньше трение и тем быстрее вода скользит по ней. Если есть эффективный поток воды, трение в трубах меньшего размера может быть уменьшено, чтобы поток оставался высоким.

Как правило, чем больше размер трубы, тем выше расход воды. Однако всегда следует учитывать уровень давления воды.Даже самые большие и гладкие трубы не будут иметь эффективного потока воды при низком давлении воды, потому что у них недостаточно прочности, чтобы преодолеть силу трения.

Для изменения расхода воды необходимо отрегулировать отверстие трубы. Изменение давления воды бывает разным. Чтобы отрегулировать давление, необходимо изменить диаметр или структуру трубы, используя другую настройку регулятора / насоса или регулятора / насоса. Давление воды также можно регулировать, изменяя количество воды, которая поднимается над водой, проходящей через водопровод.

Общие проблемы с давлением воды

Если напор воды в душе такой слабый, что вы чувствуете, что почти ничего не выходит, или если ваша кухонная раковина выпускает только несколько капель воды, значит, у вас проблема с напором воды. Есть несколько причин, по которым вы можете столкнуться с проблемами с давлением воды, но вот несколько:

Засоренные стоки

Засорение или засорение канализации являются наиболее вероятными виновниками низкого давления воды в ваших трубах. Серьезные засоры требуют большего, чем простой ремонт своими руками, и для них потребуется опыт профессионального сантехника.

Закрытый счетчик воды или запорный клапан дома

Если счетчик воды или запорная арматура дома не полностью открыты, поток воды будет нарушен. Оба этих клапана регулируют поток воды, поэтому убедитесь, что они оба полностью открыты.

Неисправность регулятора давления воды

Регулятор давления воды регулирует входное давление вашей водопроводной системы, чтобы поддерживать его на безопасном уровне, чтобы предотвратить повреждение ваших труб. Если ваш регулятор давления воды выходит из строя, это может вызвать скачок или низкое давление воды, что может повлиять на все ваше имущество.

Проблемы с трубами

Если ничто из вышеперечисленного не является причиной низкого давления воды, то проблема может заключаться в трубах. Если у вас старые стальные трубы, скорее всего, внутри у вас есть минеральные отложения, которые ограничивают поток воды. Или у вас может быть проблема с утечкой. Вода, вытекающая из ваших труб, не попадает в раковину или душ, в результате чего остается меньше воды. Видеоинспекция водостока от сантехнической службы может помочь найти источник утечки.

Вам нужен профессиональный сантехник, чтобы исправить проблемы с низким давлением воды? Express Sewer & Drain имеет многолетний опыт и может решить любые ваши проблемы с водопроводом. Итак, если вам нужен профессионал, не сомневайтесь и обращайтесь к нам. Мы работаем для вас 24/7!

Использование трубы меньшего размера для увеличения давления воды

В отрасли дождевальных установок для газонов существует очень стойкое заблуждение, что использование труб постепенно уменьшающихся размеров в спринклерных системах поможет поддерживать высокое давление воды. Аргумент состоит в том, что по мере того, как вода движется по трубам мимо спринклеров, труба должна становиться меньше, чтобы сжимать воду так, чтобы давление оставалось достаточно высоким для работы спринклеров.К сожалению, это неправда. Было бы хорошо, если бы это было так, потому что мы могли бы исключить насосы. Плюс подумайте, сколько денег вы сэкономите на трубе. Чем меньше размер трубы, тем лучше будет работать ваша система! Так почему бы не использовать для труб трубку диаметром 1/4 дюйма или даже 1/8 дюйма? Это действительно повысило бы давление! Звучит немного глупо, если так посмотреть, правда? Ладно, хватит сарказма. Я объясню всю эту неразбериху.

Выжимание воды в трубу меньшего размера не приведет к увеличению давления воды !

Отчасти это заблуждение сохраняется потому, что оно кажется логичным.В поддержку этой идеи чаще всего приводят пример того, что происходит, когда большой палец держится за конец шланга. Когда вы нажимаете большим пальцем на отверстие, делая его меньше, вы можете почувствовать, как давление воды на большой палец увеличивается. Если еще сильнее прижать большой палец к концу шланга, отверстие станет еще меньше, и вы почувствуете, что давление еще больше возрастает. Казалось бы, это доказывает, что уменьшение размера отверстия увеличивает давление воды. Таким образом, логично, что использование трубы меньшего размера также увеличило бы давление воды.

К сожалению, с этим примером «большой палец на конце шланга» происходит гораздо больше, чем вы думаете. Когда вода движется по шлангу или трубе, поверхность шланга или трубы вызывает большое сопротивление. Вода движется по шлангу с максимальной скоростью, преодолевая трение. Когда вода достигает конца шланга, на выходе из него остается почти нулевое давление. Так, если у вас есть, скажем, 50 фунтов на квадратный дюйм давления воды в кране шланга, вода будет двигаться по шлангу так быстро, как только может, так что она израсходует почти все эти 50 фунтов на квадратный дюйм давления к тому времени, когда достигнет конца. шланга.Если бы было давление 60 фунтов на квадратный дюйм, вода просто двигалась бы немного быстрее по шлангу, так что к моменту выхода из него она израсходовала почти все 60 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, в основном, независимо от давления, к тому времени, когда вода течет по шлангу, почти все давление воды расходуется. Природа воды такова, что она достигает наиболее эффективного баланса между скоростью потока и потерей давления. (Обратите внимание, я слишком упрощаю это, чтобы сделать его удобоваримым для обычного человека. Если у вас есть степень в области гидравлики, вы уже знаете все другие связанные вещи об открытии vs. закрытые каналы и эффекты сопла.)

Положив большой палец на конец шланга, вы измените динамику потока в шланге. Ваш большой палец ограничивает поток воды через шланг. Когда большой палец находится на конце, вода течет по шлангу намного медленнее, и в результате потери давления из-за трения намного меньше. Таким образом, когда в шланге теряется меньшее давление, давление на конце шланга, где находится ваш большой палец, увеличивается. Чем сильнее вы сжимаете большой палец, тем сильнее уменьшается поток и тем сильнее давление, которое вы чувствуете.Но вы не создали НОВОГО давления. Вы просто заменили уменьшенный поток повышенным давлением. Вы легко можете проверить это сами. Возьмите ведро и измерьте, сколько времени потребуется, чтобы заполнить его с помощью шланга с открытым концом. Теперь посчитайте, сколько времени нужно, чтобы наполнить то же ведро, прижав большим пальцем конец шланга. Заполнение займет больше времени, потому что ваш большой палец уменьшил поток! То же самое произошло бы с вашей спринклерной системой, если бы вы использовали меньшую трубу для увеличения давления. Меньшая труба ограничит поток воды.Уменьшение потока уменьшит потерю давления в трубах, что приведет к увеличению давления. Но, конечно, спринклеры не будут работать, потому что они не будут получать необходимый поток! Спринклерам требуется как поток, так и давление.

Хорошо, это объяснение непрофессионала. Но есть также несколько более сложных научных теорий, о которых меня спрашивали в связи с этой темой. Итак, вот несколько очень научных объяснений.

Принцип Бернулли, эффект Вентури и летающие свиньи

Возьмите за это свои мыслительные способности.Как вы хорошо знаете, Принцип Бернулли по существу говорит (перефразируя), что по мере увеличения скорости жидкости давление этой жидкости уменьшается. Если бы этого не произошло, свиньи не полетели бы *. Очевидно, что когда вы проталкиваете определенное количество воды через трубу меньшего размера, скорость воды должна увеличиваться, чтобы она могла пройти через меньшую трубу. Согласно принципу Бернулли, это уменьшит давление воды на ! Это называется эффектом Вентури. Внезапно проталкивая воду через узкий проход, вы действительно можете создать достаточное снижение давления, чтобы создать всасывание.Так работают многие инжекторы удобрений. Это также еще одна причина, по которой использование трубы меньшего размера не приведет к увеличению давления — оно фактически уменьшит его!

Другой менее распространенный аргумент — размер трубы должен быть уменьшен, потому что поток уменьшается в каждом месте расположения спринклерной головки вдоль трассы трубы. Таким образом, если бы труба оставалась того же размера, скорость в трубе уменьшилась бы, что привело бы к увеличению давления (опять же, согласно принципу Бернулли). Это на самом деле хороший, научно обоснованный и точный момент! Таким образом, аргумент состоит в том, что размеры труб должны стать меньше, чтобы поддерживать постоянную скорость и избежать увеличения давления воды.(Вам еще не скучно?) К сожалению, когда вы используете его в качестве аргумента в пользу использования трубы меньшего размера, эта трубка терпит неудачу, когда вы делаете фактические вычисления. При расходе 7 футов в секунду, который является максимальным рекомендованным безопасным потоком для труб из ПВХ, максимально возможное увеличение давления из-за изменения скорости будет колоссальными 1/3 фунта на квадратный дюйм. Таким образом, теоретически использование трубы меньшего размера устранит этот прирост давления на 1/3 фунта на квадратный дюйм. Но использование трубы меньшего размера, вероятно, также увеличит потерю давления из-за трения, как упоминалось ранее.Падение давления из-за потерь на трение, вероятно, компенсирует большую часть, если не весь выигрыш, который мог произойти из-за уменьшения скорости. Даже если бы этого не произошло, максимально возможное увеличение давления на 1/3 фунта на квадратный дюйм просто несущественно и не было бы замечено. Поэтому я придерживаюсь своего заявления о том, что единственная причина уменьшить размер трубы — это сэкономить деньги.

* Кстати, принцип Бернулли — это то, почему крылья самолета создают подъемную силу, которая помогает самолетам летать. Следовательно, это также причина того, что люди и даже свиньи могут летать!

Поток подземных вод и водный цикл

• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы подземных вод • Водный цикл •

Компоненты круговорота воды »Атмосфера · Конденсация · Испарение · Эвапотранспирация · Пресноводные озера и реки · Поток подземных вод · Хранение подземных вод · Лед и снег · Инфильтрация · Океаны · Осадки · Таяние снегов · Источники · Ручьи · Сублимация · Поверхностный сток

Воды больше, чем вы можете видеть.

Разгрузка подземных вод происходит из источников в известняковой стене Редволл в Гранд-Каньоне в реку Колорадо в районе Васи.

Предоставлено: R.A. Макниш, USGS

Вы видите воду вокруг себя каждый день в виде озер , рек , льда, снега и дождя . Есть также огромное количество невидимой воды — воды в земле . И хотя грунтовых вод не видно, они сейчас движутся под вашими ногами.Как часть водного цикла , подземные воды являются основным источником стока во многих ручьях и реках и оказывают сильное влияние на речные и водно-болотные среды обитания растений и животных. Люди использовали грунтовые воды тысячи лет и продолжают использовать их сегодня, в основном для производства питьевой воды и орошения . Жизнь на Земле зависит от грунтовых вод точно так же, как и от поверхностных вод .

Под нашими ногами текут реки… миф?

Вы когда-нибудь слышали, что есть реки с водой, текущие под землей? Как вы думаете, это правда? На самом деле, это в значительной степени миф. Несмотря на то, что есть пещеры, лава и ледяные трубы, а также горизонтальные источники, которые могут переносить воду, подавляющее большинство подземных вод занимает пространства между камнями и подземным материалом. Обычно подземная вода больше похожа на воду в губке. Он занимает промежутки между частицами почвы и горной породы. На определенной глубине ниже поверхности земли промежутки между почвой и частицами породы могут быть полностью заполнены водой, в результате чего образуется водоносный горизонт , из которого грунтовые воды могут откачиваться и использоваться людьми.

Подземные водотоки под землей

Подземные воды протекают под землей … с разной скоростью

Часть осадков , которые выпадают на сушу , проникают в землю, становясь грунтовыми водами. Если вода достигает уровня грунтовых вод (ниже которого почва насыщена), она может перемещаться как по вертикали, так и по горизонтали. Вода, движущаяся вниз, также может встречаться с более плотными и водостойкими непористыми породами и почвой, что заставляет ее течь более горизонтально, как правило, к ручьям, океану или глубже в землю.

Если подземные воды хотят быть достойным участником круговорота воды, они не могут быть полностью статичными и оставаться там, где они есть. Как показано на диаграмме, направление и скорость движения подземных вод определяется различными характеристиками водоносных горизонтов и ограничивающих слоев подземных пород (в которые вода с трудом проникает) в земле. Движение воды под землей зависит от проницаемости (насколько легко или трудно перемещаться воде) и от пористости (количества открытого пространства в материале) подземной породы.Если скала обладает характеристиками, позволяющими воде относительно свободно перемещаться по ней, то грунтовые воды могут перемещаться на значительные расстояния за несколько дней. Но грунтовые воды также могут опускаться в глубокие водоносные горизонты, где требуется тысячи лет, чтобы вернуться в окружающую среду, или даже уходить в глубокое хранилище подземных вод , где они могут оставаться в течение гораздо более длительных периодов.

Иногда, когда копаешь яму … берегись!

Если водоносный горизонт находится под достаточным давлением, артезианская скважина , выходящая из водоносного горизонта, может привести к выбросу воды под давлением над поверхностью земли.

Вода в бутылках — очень популярный напиток во всем мире. Иногда это связано с тем, что местная питьевая вода более низкого качества, а иногда просто для удобства. Некоторая вода в бутылках рекламируется как «вода из артезианских скважин». Действительно ли вода отличается от других грунтовых вод?

Артезианская скважина, Долина Сикамора, Миссури

Кредит: Джеймс Бон

Вода из артезианских скважин на самом деле не отличается от воды из неартезианских скважин, но выходит на поверхность по-другому.На диаграмме выше вы можете видеть, что в земле есть неограниченные и замкнутые водоносные горизонты. Ограничение воды в водоносном горизонте, которое может вызвать давление, определяет, является ли поступающая из него вода артезианской или нет. Скважины, пробуренные в замкнутых водоносных горизонтах, могут давать артезианскую воду.

  • Неограниченные водоносные горизонты: В неограниченных водоносных горизонтах вода просто просочилась с поверхности и пропитала подземный материал. Если люди пробуривают скважину в неограниченном водоносном горизонте, они должны установить насос, чтобы вытолкнуть воду на поверхность.
  • Замкнутые водоносные горизонты: Замкнутые водоносные горизонты имеют слои горных пород над и под ними, которые не очень проницаемы для воды. В водоносном горизонте может существовать естественное давление; давление, которого иногда может быть достаточно, чтобы вытолкнуть воду в колодец над поверхностью земли. Нет, не все замкнутые водоносные горизонты производят артезианскую воду, но, как показывает этот снимок артезианской скважины в Миссури, США, артезианское давление может выталкивать воду на поверхность с большим давлением.

Чем же отличается бутилированная артезианская колодезная вода от другой колодезной воды? В основном, компания, которая разливает его по бутылкам, не должна тратить деньги на установку насоса в колодец.

Подземные воды и глобальное водораспределение

Как показывают эти диаграммы, даже несмотря на то, что количество воды, заключенной в грунтовых водах, составляет небольшой процент от всей воды Земли , это составляет большой процент от общего количества пресной воды на Земле. Круговая диаграмма показывает, что около 1,7% всей воды Земли составляют грунтовые воды, а около 30,1% пресной воды на Земле приходится на грунтовые воды. Как показано на гистограмме, на Земле существует около 5 614 000 кубических миль ( 3 миль), или 23 400 000 кубических километров ( 3 км).Около 54 процентов являются солеными, а остальные 2 526 000 миль 3 (10 530 000 км 3 ), около 46 процентов составляют пресноводных .

Одна оценка глобального распределения водных ресурсов
Источник воды Объем воды,
кубических миль
Объем воды,
кубических километров
В процентах от общего количества воды В процентах от общего количества пресной воды
Пресные подземные воды 2,526,000 10 530 000 0.8% 30,1%
Подземные воды 5 614 000 23 400 000 1,7%
Всего мировых водных ресурсов 332 500 000 1,386,000,000

Источник: Глейк П. Х., 1996: Водные ресурсы. В Энциклопедии климата и погоды, изд. С. Х. Шнайдер, Oxford University Press, Нью-Йорк, т. 2. С. 817-823.

Вы думаете, что знаете о грунтовых водах?
Пройдите наш тест «Подземные воды» верно / неверно , который является частью нашего центра активности .

Источники и дополнительная информация:

Значок викторины, сделанный mynamepong с сайта www.flaticon.com

Измерение расхода воды для орошения | Государственный университет Оклахомы

Опубликовано в феврале 2017 г. | Id: BAE-1502

К Салех Тагваян

Управление поливной водой начинается со знания, сколько воды доступно для орошения.Информационный бюллетень 1501, обсуждает единицы измерения воды и полезные факторы для преобразования от одной единицы измерения к другой. Цель этого информационного бюллетеня — обсудить несколько основных методов измерения расхода воды.

Методы измерения расхода орошения можно разделить на три основные категории — прямые, площадь скорости и ограниченный поток.Выбор метода использования будет определяться объем воды, подлежащий измерению, желаемая степень точности, возможность установки является постоянным или временным, и требуются финансовые вложения.

Методы прямого измерения (1)

Измерение периода времени, необходимого для заполнения емкости известного объема, может быть используется для измерения малых расходов, например, из отдельных сифонных трубок, спринклера форсунки, или от отдельных выходов в закрытой трубе.Обычно один галлон или пять галлонов контейнеры будут адекватными. Небольшие колодцы можно измерить с помощью бочки на 55 галлонов. как контейнер. Рекомендуется повторить измерение не менее трех раз. и предпочтительно пять раз, чтобы получить надежную скорость потока в единицу времени.

Методы площади-скорости

Расходомеры (2)

Доступны коммерческие расходомеры для измерения общего объема протекающей воды. через трубу.Эти расходомеры относительно дороги; однако у них есть хороший степень точности при правильной установке и обслуживании. Самый распространенный вид течения метр — метр пропеллера. В зависимости от типа эти расходомеры могут давать скорость или общий объем, или и то, и другое.

При установке и управлении счетчиком пропеллера следует учитывать несколько моментов:

  • Показания точны, только если труба заполнена.Поток не может быть полным на некоторых участках трубы, например, перед точками слива.
  • Измерители следует устанавливать в точке, где турбулентность минимальна. Обычно это происходит после удлинения прямой трубы.
  • Счетчики
  • необходимо регулярно калибровать.
  • Мусор, сорняки и мох в поливной воде снижают точность из-за ударов гребного винта. вращение.

Поплавковый метод (3)

Поплавковый метод может использоваться для приблизительного измерения скорости потока. происходящие в открытой канаве. Это особенно полезно при более дорогих установках. не оправданы или не требуется высокой степени точности.

Выберите прямой участок канавы длиной от 50 до 100 футов с довольно однородным поперечным сечением. Сделайте несколько измерений ширины и глубины испытательного поперечного сечения, чтобы приходят к средней площади поперечного сечения. С помощью ленты измерьте длину испытательный участок канавы. Поместите небольшой плавучий объект в канаву на несколько футов выше начальная точка тестового участка и время количество секунд для этого объекта путешествовать по длине тестового участка.На этот раз измерение времени следует производить несколько раз. раз, чтобы получить надежное среднее значение. Разделив длину тестового участка (футов) на среднее требуемое время (секунды), можно оценить скорость в футах за второй. Поскольку скорость воды у поверхности больше средней скорости потока, умножьте расчетную скорость на поверхности на поправочный коэффициент (0,80 для ровных канав с облицовкой и 0.60 для черновых канав) для получения среднего потока скорость.

Чтобы получить расход, умножьте среднюю площадь поперечного сечения канавы. (квадратные футы), умноженные на среднюю скорость потока (футы в секунду), и ответ будет скорость потока в кубических футах в секунду.

Метод траектории (4)

Траекторный метод измерения воды — это форма расчета площади скорости. который можно использовать для получения быстрой и приблизительной оценки расхода на выходе из горизонтальной трубы протекает полная.Требуются два измерения напорной струи. для расчета расхода воды. Первое измерение — горизонтальное расстояние «X» (параллельно центральной линии трубы), необходимое для падения струи вертикальное расстояние «Y», которое является вторым измерением.

При использовании «Y», равного 6 или 12 дюймов, расход для полных труб может быть рассчитывается путем умножения горизонтального расстояния «X» (в дюймах) на соответствующее коэффициент для номинального диаметра трубы.В следующей таблице указаны расходы воды. коэффициент, где «Y» измеряется от внешней стороны трубы до верха воды. жиклер, как показано на рисунке 4.

Таблица: коэффициент расхода воды; (графический вид)

Коэффициент Коэффициент
Коэффициент расхода воды
Номинальный диаметр трубы при Y = 6 при Y = 12
2 « 5.02 3,52
3 « 11..13 7,77
4 « 17,18 13,4
6 « 43.7 30,6
8 « 76,0 52,9
10 « 120,0 83,5
12 « 173.0 120,0

ПРИМЕР: У фермера есть колодец, выводящий полную 8-дюймовую трубу. Горизонтальное расстояние (X) составляет 19 дюймов, а поверхность струи опускается на 12 дюймов. Что такое дебит скважины?

Шаг 1: Введите таблицу коэффициента расхода воды при номинальном диаметре трубы 8 дюймов.Переход к справа и под столбцом Y = 12 ″ мы находим коэффициент 52,9.

Шаг 2: Умножив этот коэффициент 52,9 на расстояние по горизонтали, получим 19 ″ расчет скважины. выход составляет 1005 галлонов в минуту.

Методы сужения потока (5,6,7,8,9,10)

Часто используются методы сужения заранее определенных размеров для измерения расхода в оросительных каналах и канавах.Измерительные приборы сужающего типа обычно можно отнести к одной из трех категорий — водосливы, лотки и отверстия.

Обычно требуется только одно или два измерения, если размеры сужения известны. Используя эти измерения, скорость потока определяется либо по таблице, либо по таблице. графиком, либо расчетом.Благодаря большому разнообразию типов и размеров перетяжек устройства, таблицы потоков не включены в эту публикацию. Расширение местного округа Директор или местный офис Министерства сельского хозяйства США может получить такие таблицы или графики.

В основном водослив измеряет поток, заставляя воду течь через выемку заранее определенного форма и размеры.Они довольно точны при правильной сборке, установке, и поддерживается. У водосливов есть некоторые ограничения. Во-первых, они требуют значительного падения (разница в напоре) между водными поверхностями вверх и вниз по течению, что часто либо недоступен в канавах с ровным уклоном, либо является нежелательным. Во-вторых, часто необходимо построить бассейн или успокаивающую зону над плотиной, чтобы вода теряла свою скорость.Если вода не станет практически неподвижной, показания расхода будут неточными. Установка водосливов в земляные канавы может быть особенно сложной задачей. Успокаивающий участок в канаве над плотиной часто имеет тенденцию к «заилению» при чрезмерной эрозии может произойти сразу после плотины.

Лоток измеряет расход, заставляя воду течь через канал заранее определенного Габаритные размеры.Лотки обычно могут работать с меньшим перепадом высот между восходящим потоком. и водные поверхности ниже по течению, чем плотины. Как водосливы при правильной установке и поддерживаются, лотки являются довольно точным средством измерения расхода воды.

Отверстие измеряет воду, протекающую через отверстие заданной формы и размера.Для данного количества напора (давления) через открытие. Отверстия можно классифицировать как «свободно проточные», если поток из отверстие полностью выходит в воздух или «полностью погружено» в то место, где вода ниже по потоку поверхность находится выше верхней части отверстия, и поток выходит в воду. Избегать отверстия, которые не текут свободно или не полностью погружены в воду.

Правильно установленные диафрагмы на открытых выходах насоса могут обеспечить относительно недорогие и достаточно точные средства измерения дебита скважин. Это очень Важно, чтобы отверстие в диафрагме было точно обработано по размеру. Небольшие отклонения от указанных размеров могут привести к значительным отклонениям от расчетных. мощность потока.

Уравнение для расчета расхода через отверстие:
Q = K√H

Где

Q = расход в галлонах в минуту.

K = постоянная, зависящая от комбинации размера трубы, размера отверстия и отверстия форма и условия разряда.

H = Головка в дюймах.

В следующей таблице приведены значения K для различных комбинаций размеров отверстия и размеры труб, выпускаемых в воздух.Эти значения K следует использовать только для диафрагмы. пластины, обработанные до размеров, показанных на Рисунке 9.

ТАБЛИЦА: Значение K; (Графический вид)

Размер отверстия в дюймах
Размер трубы в дюймах 3 4 5 6 7 8
4 43.3
6 33,3 63,3 123.0
8 59,0 97,3 155,0
10 141.0 208,0 311,0

Следующий график можно использовать для определения «квадратного корня» из головы (H) в дюймах. Измерив напор H с помощью стеклянной трубки и шкалы, введите график слева.Двигайтесь по горизонтали, чтобы перехватить кривую и двигайтесь вниз для определения квадратного корня из H (√H).

Ниже приведен пример расчета расхода с помощью диафрагмы на насосе. увольнять. У фермера установлена ​​диафрагма диаметром 6 дюймов на нагнетательном патрубке 8-дюймового насоса. В диафрагма обрабатывается по размеру и форме, показанным на эскизе.Он или она определяет напор «H» равным 27 ″. Сверившись с таблицей, он или она определяет константа «K» для отверстия 6 дюймов в трубе 8 дюймов должна быть 155. Используя график, он или она оценивает квадратный корень из 27 должен быть около 5,2. Подставляя значения в уравнение Q = K√H, Q составляет 806,0 (5,2 x 155).

Окончательный выбор типа устройства для измерения расхода воды будет зависеть от объем воды, который необходимо измерить, желаемая степень точности, желаемое постоянство установки, а также уклон или падение канавы или ручья.Степень точности доступность различных методов измерения, конечно, зависит от навыков оператора, а также правильную и аккуратную установку устройства. В целом принятая степень точности при использовании траекторного метода составляет ± 10 процентов, а диафрагмы — лотки и плотины могут обеспечить точность от ± 3 до 5 процентов. Коммерческий поток метры обычно попадают в диапазон от ± 2% до 4%.Важность правильного установка и эксплуатация, а также соблюдение должной осторожности при проведении измерений или снятие показаний нельзя переоценить. Директор по расширению вашего местного округа или местный офис USDA может предоставить подробную информацию относительно измерения воды устройств.

Салех Тагваян
Специалист по дополнительному орошению

Была ли эта информация полезной?
ДА НЕТ

% PDF-1.4 % 1778 0 объект > эндобдж xref 1778 88 0000000016 00000 н. 0000003036 00000 н. 0000003187 00000 н. 0000003955 00000 н. 0000004104 00000 п. 0000004254 00000 н. 0000004284 00000 н. 0000004592 00000 н. 0000004906 00000 н. 0000005327 00000 н. 0000005588 00000 н. 0000006173 00000 п. 0000006434 00000 н. 0000006959 00000 п. 0000007223 00000 н. 0000007813 00000 п. 0000007842 00000 н. 0000007955 00000 п. 0000008070 00000 н. 0000008212 00000 н. 0000008518 00000 н. 0000008807 00000 н. 0000009146 00000 п. 0000009552 00000 п. 0000010179 00000 п. 0000010372 00000 п. 0000010883 00000 п. 0000014201 00000 п. 0000014740 00000 п. 0000015290 00000 п. 0000015565 00000 п. 0000018033 00000 п. 0000021396 00000 п. 0000024590 00000 п. 0000027581 00000 п. 0000030567 00000 п. 0000030767 00000 п. 0000031042 00000 п. 0000031548 00000 п. 0000031814 00000 п. 0000032001 00000 п. 0000032589 00000 н. 0000032981 00000 п. 0000033258 00000 п. 0000036322 00000 п. 0000039803 00000 п. 0000057352 00000 п. 0000085234 00000 п. 0000114389 00000 н. 0000128337 00000 н. 0000128780 00000 н. 0000129056 00000 н. 0000130704 00000 н. 0000153108 00000 н. 0000154647 00000 н. 0000154728 00000 н. 0000154799 00000 н. 0000155043 00000 н. 0000155450 00000 н. 0000155698 00000 н. 0000174107 00000 н. 0000174733 00000 н. 0000175004 00000 н. 0000175583 00000 н. 0000175870 00000 н. 0000176368 00000 н. 0000176637 00000 н. 0000177110 00000 н. 0000177397 00000 н. 0000199370 00000 н. 0000199643 00000 н. 0000199940 00000 н. 0000217370 00000 н. 0000217637 00000 н. 0000218027 00000 н. 0000233185 00000 п. 0000233466 00000 н. 0000233822 00000 н. 0000239022 00000 н. 0000261743 00000 н. 0000274389 00000 н. 0000286072 00000 н. 0000335730 00000 н. 0000336183 00000 п. 0000336431 00000 н. 0000336581 00000 н. 0000002823 00000 н. 0000002056 00000 н. трейлер ] / Назад 1306718 / XRefStm 2823 >> startxref 0 %% EOF 1865 0 объект > поток h ޔ RYHTQξ C4θPW7gwLmC / -I @ ASP = aBXA 玩 Ap

Переходный расход воздуха и воды и потребность в воздухе после открытия выходного затвора

В Швеции руководящие принципы безопасности плотины требуют капитального ремонта многих существующих нижних выпускных отверстий.Во время открытия выпускного затвора понимание переходного потока воздуха и воды важно для его безопасной работы, особенно в условиях затопления хвостовой воды. Трехмерное моделирование CFD проводится для изучения поведения водно-воздушных потоков как при свободном, так и при затопленном оттоке. Ворота, поднимаемые на тросах и питаемые от сети переменного тока, открываются с постоянной скоростью. Сетка адаптирована для отслеживания движения ворот. При свободном выходе модели CFD и модельные испытания хорошо согласуются с точки зрения выходной пропускной способности.Большие вентиляционные отверстия приводят к большему притоку воздуха; однако приращение становится ограниченным, если площадь вентиляции превышает 10 м 2 . При затопленном оттоке гидравлический скачок создается в трубопроводе, когда затвор достигает примерно 45% от своего полного открытия. На сброс влияет нижний бьеф и немного поток с гидравлическим прыжком. Поток характеризуется сильным турбулентным перемешиванием воздуха и воды с образованием и разрушением воздушных карманов и столкновениями дефрагментированных водных объектов.Норма расхода воздуха в несколько раз больше, чем требуется для установившегося гидравлического прыжка со свободной поверхностью.

1. Введение

В существующих плотинах гидроэлектростанций многие сооружения для разгрузки паводков представляют собой нижние выпускные отверстия, которые имеют, в зависимости от условий нижнего бьефа, либо свободную поверхность, либо поток под давлением в нижних трубопроводах. Длина трубопровода обычно составляет от 30 до 150 м. Поток через выпускные трубопроводы регулируется либо сегментным, либо переборочным затвором, который требуется для работы в различных гидравлических условиях.Дат и Матизен [1] обобщили ситуацию в Швеции и сообщили о наблюдаемых инцидентах, связанных с захватом воздуха. Также была подчеркнута необходимость исследования для понимания и решения проблем.

Для выполнения требований нормальной эксплуатации, достаточная подача воздуха является одним из важных аспектов выпускных отверстий. Поток с высокой скоростью, возникающий после заслонки, вызывает увлечение воздуха, в результате чего давление воздуха в трубопроводе ниже атмосферного. В частично заполненном трубопроводе возмущения водной поверхности приводят к уносу воздуха, а сопротивление водной поверхности создает воздушный поток, который необходимо учитывать.Общий объемный поток воздуха равен сумме воздуха, вдуваемого в поток, и воздуха, который течет над поверхностью воды. Если в водоводе происходит гидравлический скачок, местное вовлечение воздуха происходит из-за неоднородности поверхности и скорости, характеризующейся интенсивным образованием турбулентности [2–4].

Хотя донные водосливы встречаются реже, чем водосбросы поверхностного типа, их уникальные функции с точки зрения опорожнения резервуара, высвобождения наносов и т. Д. Не могут быть заменены.Нижние розетки в Швеции построены 40–60 лет назад; многие из них были предназначены только для использования в период строительства плотины. Это означает, что они испытали сброс стока только при низких уровнях воды в водохранилище, но никогда при полном удерживании. Реконструкция плотины и изменение порядка эксплуатации электростанций требуют капитального ремонта нижних отводов. В некоторых случаях для укрепления тела дамбы и фундамента требуется опускание или даже опорожнение резервуара, что возможно только через выпускные отверстия.

В соответствии с требованиями эксплуатации водохранилища, выпускные вентили эксплуатируются чаще, чем раньше. Изменяющиеся гидравлические условия, в которых работают затворы, также приводят к резко различающимся схемам потока в трубопроводах, что в основном связано с колебаниями хвостовой воды. Понимание особенностей потоков воды и воздуха в выпускных отверстиях, несомненно, способствует их безопасной эксплуатации.

2. Обзор литературы

Для потоков в частично заполненном трубопроводе потребность в воздухе зависит от условий потока воды и воздуха в нем.И для маленьких, и для больших выходных отверстий нельзя пренебрегать движением воздуха, вызванным потоком. Длина туннеля обычно влияет на расход воздуха за выпускным затвором [5]. Серре [6] обобщил опыт подачи воздуха в нижние выходные отверстия в Испании. В модели в масштабе 1:15 Schneider et al. [7] исследовали нижний выпускной канал Карахнюкар, Исландия, в котором потребность в воздухе определялась при фиксированных отверстиях затвора, и были проведены сравнения с теоретическими результатами.

Что касается гидравлического прыжка в трубопроводе, количество увлеченного воздуха тесно связано с числом Фруда, определяемым как, где и — скорость потока и глубина воды перед гидравлическим прыжком и = ускорение свободного падения.Общее выражение расхода воздуха по отношению к расходу воды означает, что и являются постоянными. В таблице 1 приведены часто цитируемые формулы [8–10].


Артикул Форма трубы

1,40
Ahmed et al.[11] Циркуляр 0,040 0,85
Escarameia et al. [12] Круглый 0,0025 1,80
Rajaratnam [13] Прямоугольный 0,018 1,245
Wisner et al. [14] Прямоугольный 0,014 1,40
Rabben et al. [15] Прямоугольный 0,030 0,76

Сравнения показывают, что в зависимости от значений F существуют существенные различия между формулами для прогнозирования предполагаемой потребности в воздухе, что, по-видимому, является к различиям в конфигурациях трубопроводов и условиях на выходе ниже по потоку [16–18].В физическом гидравлическом моделировании масштабные эффекты вовлечения воздуха существенны, и необходимы поправки, чтобы разумно аппроксимировать ситуации прототипа [19, 20].

Для заданных условий потока подача воздуха к нижнему выпускному отверстию определяется размерами вентиляционного отверстия и единичными (формами) потерями в проходе для воздуха. Если единичные потери велики или площадь вентиляции мала, воздух также будет подаваться через выход туннеля [21]. Наджафи и Заррати [22] выполнили как физическое, так и численное моделирование потребности в воздухе при фиксированных проемах ворот.Для исследуемой масштабной модели соответствие между двумя подходами хорошее. Зунемат-Кермани и Шольц [23] разработали адаптивную систему нейро-нечеткого логического вывода для расчета потребности в воздухе в розетках с низким напором. Ma et al. [24] моделировали потоки воды и воздуха в выпускном отверстии при закрытии его сегментной заслонки; однако их внимание было сосредоточено на потоке воды, а не на потоке воздуха. Аналогичное численное моделирование было выполнено Даргахи [25], в котором обсуждались разрядные характеристики нижнего выхода с подвижным затвором.

Предыдущие исследования были посвящены потоку воздуха, связанному с гидравлическими скачками в условиях стационарного потока, свободного или погруженного. Эти исследования так или иначе способствовали пониманию потока, а также увлечения воздуха при установившихся гидравлических прыжках. В условиях затопленного нижнего бьефа расчеты переходных процессов и результирующая потребность в воздухе выполняются редко; ограниченная информация доступна в литературе. В зависимости от скорости открытия затвора могут возникать гистерезисные эффекты движения затвора на формирование гидравлического скачка и потребность в воздухе, если трубопровод находится под водой; захваченный воздух улавливается с разрывом и слиянием воздушных карманов.

На основе существующего нижнего выпускного отверстия в контрфорсной дамбе расчетная гидродинамика (CFD) моделирования двухфазного потока выполняется в трех измерениях, при этом радиальная заслонка перемещается из своего закрытого положения в положение полного открытия. Адаптивная сетка создается для отслеживания движения ворот. Основная цель исследования — оценить переходные водовоздушные потоки как в свободном, так и в затопленном нижнем бьефе. Это помогает понять динамические характеристики потока, которые важны для безопасности работы выпускного отверстия.

3. Предпосылки исследования

Нижний водослив, рассмотренный в исследовании, находится в контрольной дамбе, построенной около 60 лет назад. Его план показан на рисунке 1. Максимальная конструктивная высота плотины составляет 39 м. Выпускное отверстие, оборудованное сегментным затвором, за которым следует короткий канал, проходит через тело плотины. Первоначально он был спроектирован для сброса паводков в период строительства, подразумевая, что он испытывал паводковые сбросы только при низких уровнях водохранилища. С момента первого заполнения резервуара он ни разу не эксплуатировался.На рис. 2 показан выпускной патрубок с нижнего бьефа с низким уровнем нижнего бьефа.



В свете директив по безопасности плотин, многие существующие плотины с высокой степенью опасности в Швеции необходимо отремонтировать, чтобы они соответствовали обновленным требованиям безопасности, как и в случае рассматриваемой плотины. Например, чтобы восстановить плотину, необходимо понизить уровень водохранилища. Поскольку порог поверхностного водосброса расположен высоко, использование нижнего водосброса становится единственной возможностью для дальнейшего опорожнения резервуара и его опорожнения, если это необходимо для обработки фундамента.Это означает, что сегментные ворота будут работать при более высоком уровне воды в водохранилище, чем во время строительства плотины.

Если выпускное отверстие работает при высоком уровне резервуара, потребность в подаче воздуха в высокоскоростной поток значительно возрастет. Поскольку размер отверстия для подачи воздуха в крыше камеры затвора ограничен, необходимо оценить, следует ли его увеличить, чтобы уменьшить его дросселирующее влияние на воздушный поток. Другой факт заключается в том, что в зависимости от стадии оборотной воды состояние потока в трубопроводе будет различным.Если уровень воды низкий или русло реки вниз по течению сухое, может произойти свободный отток. Если канал изначально погружен в воду, при постепенном открытии затвора в канале возникнет вынужденный гидравлический скачок. Многие торговые точки в Швеции имеют аналогичную планировку и условия потока. Как неотъемлемый феномен выпускных отверстий, исследование переходных режимов водно-воздушного потока имеет важное значение. Проблема кавитации, связанная с высокоскоростными потоками, не является предметом исследования.

4.Построение численной модели
4.1. Геометрическая схема

Продольный профиль нижнего выпускного отверстия показан на Рисунке 3. Выложенный бетонным покрытием выпускной канал расположен горизонтально от входа к выходу с отметкой пола +236,0 м. Уровень воды в полном водохранилище +273,0 м. В водохранилище водозабор следует по наклонной поверхности контрфорсной дамбы. Канал имеет прямоугольное поперечное сечение с постоянной шириной 5,5 м по всему водному пути. Радиальный затвор имеет такую ​​же ширину = 5.5 м; высота его полного проема = 3,65 м.


После затвора высота затворной камеры составляет 8,65 м. Подача воздуха в поток осуществляется через вентиляционное отверстие в крыше камеры. Цепная ферма ворот, на которой установлен шкворень, имеет длину 2,5 м в направлении потока. Его нижний край имеет высоту +239,65 м, что говорит о том, что проточный канал здесь имеет такую ​​же высоту, что и. Водовод после балки имеет высоту 6,8 м и длину 21,5 м.Если отсчитать от положения ворот при = 0, центральная линия фермы и нижний конец трубы находятся на расстоянии 6,75 и 29,6 м соответственно.

4.2. Скорость открытия радиальных ворот

Система привода ворот обычно представляет собой механическую лебедку или гидравлические цилиндры [26]. В существующих нижних выходах канатная таль и цепная таль являются обычными методами управления воротами. Старые объекты часто оснащены системой цепного привода. Источник питания может быть как переменного (AC), так и постоянного (DC) тока.Согласно руководству по эксплуатации завода, типичные скорости открывания радиальных ворот в торговых точках в Швеции приведены в Таблице 2.

9025.6–0,7

Система привода Электропитание Скорость открывания (м / мин)

Цепная лебедка DC 0,15–0,2
AC 0,5–0,6
Подъемник канатный 0257
AC 0,7–1,0

Скорость открытия ворот зависит от системы привода и источника питания к ней. Канатная таль работает быстрее, чем цепная таль, а переменный ток быстрее, чем постоянный ток. Необычно открывать сегментные ворота со скоростью более 1 м / мин. Для рассматриваемой розетки радиальная заслонка поднимается с помощью канатной тали и переменного тока после ремонта. Его скорость открытия установлена ​​на 1,52 см / с (0.0029 рад / с), что означает, что для полного открытия затвора требуется = 240 с.

4.3. Grid Generation

Длина и ширина резервуара, включенные в модель, составляют 100 и 80 м соответственно. После водовода участок представляет собой открытый канал длиной 15 м. Геометрия и сетка в 3D генерируются в ANSYS DesignModeler [27]. Несколько сеток с различными размерами ячеек тестируются, чтобы гарантировать независимые от сетки решения. Из-за длительного времени ЦП при моделировании переходных процессов независимость сетки проверяется для трех сеток посредством расчетов в установившемся режиме.Когда грубая сетка уточняется, уточнение выполняется как глобально, так и локально. Зона затвора и канал имеет большую плотность сетки. Расчетная область окончательно разбита на 680 000 гексаэдрических элементов; количество узлов — 730 000. На рисунке 4 показана сетка.

4.4. Адаптивная сетка, следующая за движением ворот

Нижний край радиального ворот и его пластина обшивки нанесены на карту, как в прототипе. Воротам дается постоянная толщина 30 см. Стальная конструкция за воротами с горизонтальными балками, боковыми распорками и фермами не принимается во внимание, поскольку они не влияют на поток воды; их влияние на воздушный поток незначительно.Чтобы избежать дополнительных трудностей при моделировании, опорные стойки ворот исключены.

Пользовательская функция (UDF) в FLUENT позволяет создавать зависящие от времени подвижные адаптивные сетки для учета радиального движения ворот. Для динамической зоны активируется метод наслоения, в котором обновленная сетка следует внешней конфигурации ворот, когда ворота перемещаются на временной шаг вперед. Прилагаются усилия, чтобы получить сетку на воротах достойного качества. Ворота открываются из закрытого положения до полного открытия.

4.5. Модель двухфазного потока

Двухфазный поток воды и воздуха в нижнем выпускном отверстии моделируется решателем конечного объема FLUENT, в котором объем жидкости (VOF) используется в сочетании с моделями турбулентности RNG [28 ]. Фазы вода-воздух имеют общий набор уравнений сохранения массы и импульса; VOF отслеживается для каждой фазы в вычислительной ячейке. Никаких математических формулировок модели VOF здесь не приводится; дополнительные описания можно найти, например, в Ho et al.[29], Чатила и Таббара [30], Лю и Ян [31], а также Сатрапа и др. [32].

4.6. Граничные условия

При геометрической симметрии моделируется только половина выпускного отверстия. Гидростатическое давление воды распространяется на верхнюю границу резервуара, также реализуемую с помощью UDF. Поверхность водохранилища непосредственно закрывается горизонтальной стенкой и рассматривается как граница скольжения для воды. Отверстие для подачи воздуха в затворной камере действует как вход давления с атмосферным давлением.Для конца вниз по потоку применяется условие выхода, если вода выходит свободно; гидростатическое давление воды применяется, если задана известная ступень воды. Моделирование выполняется как для свободного, так и для подводного разряда.

4.7. Сходимость и время ЦП

Параллельные вычисления выполняются на мэйнфрейме с использованием одного узла с двухъядерным четырехъядерным процессором AMD Opteron 2,2 ГГц (2374 HE) и 16 ГБ памяти. Из-за более быстрой сходимости, чем явная, применяется неявная схема дискретизации.Шаг по времени составляет 0,001–0,002 с и определяется числом Куранта. Критерием сходимости являются остаточные значения массы, скорости и объемной доли. Для каждого временного шага решения, зависящего от времени, вычисления сходятся, если масштабированные остатки переменных уменьшаются примерно на три порядка. Типичное время ЦП при моделировании движущегося затвора составляет приблизительно две недели, если выпускной сток свободен, и восемь (8) месяцев, если выпуск находится ниже по потоку. Последний занимает на удивление больше процессорного времени, чем первый.

5. Испытания физической модели

В связи с реконструкцией плотины были проведены испытания гидравлической модели для оценки связанных гидравлических проблем нижнего выхода, включая модификации нижнего канала для эффективного рассеивания энергии. На рис. 5 показан вид выпускного патрубка модели вверх и вниз по потоку. Модель была основана на законе тяготения Фруда с масштабом 1:50. Были включены достаточно большие площади как вверх, так и вниз по течению, чтобы разумно воспроизвести набегающий поток к выходу и нижнему бьефа [33–35].Нижнее выпускное отверстие было выполнено из пластин из оргстекла, чтобы свести к минимуму производственные ошибки. Для измерения уровня воды использовались точечные датчики. Были установлены два типа манометров для контроля давления воды и воздуха соответственно. Расход в модели измерялся откалиброванным магнитным расходомером с относительной погрешностью менее ± 1%.

Для моделирования CFD или испытаний физической модели нижнего выпускного отверстия проблемы, вызывающие беспокойство, включают пропускную способность выпускного отверстия и потребность в воздухе. Проверка пропускной способности является важным параметром, который необходимо определить, и он относится к соотношению между напором воды, действующим на затвор, и расходом потока.Поскольку воздушный поток в модели не подчиняется закону Фруда и не может быть напрямую преобразован в прототип, CFD-моделирование играет уникальную роль в оценке расхода воздуха.

6. Свободный сток на выходе

Если уровень воды ниже по течению низкий или русло реки сухое, происходит свободный сток на выходе. Моделирование CFD выполняется на полном уровне воды в резервуаре, в результате чего пропускная способность определяется несколькими фиксированными положениями затвора.

6.1. Выходной выпуск

На рисунке 6 показаны результаты и как функция безразмерного открытия затвора, которое определяется как отношение к.Здесь имеется в виду средняя скорость истечения под затвором и зависящее от времени открытие затвора, измеренное как расстояние по вертикали от дна канала до его нижнего края. Проведены сравнения с результатами экспериментов за 2008 год и даже за 1950 год до строительства плотины. Для испытаний 2008 года результат соответствует фиксированным положениям ворот на = 1,0, 2,0, 3,0 и 3,65 м; для испытаний 1950 г. он составляет = 3,65 м. В таблице 3 приведены значения результатов 2018 года, в которых обозначена относительная ошибка: то есть.Относительное расхождение в расходах между CFD и модельными испытаниями составляет менее 3,1%.


(м) 1,0 2,0 3,0 3,65 3,65 106 200 306 449
Результаты CFD (м 3 / с) 108 203 310 435
(%)9 −1,5 −1,0 +3,1

Значение быстро уменьшается в начале открытия ворот, до ≈ 8,2%. Затем она постепенно переходит в плато 17–17,5 м / с в пределах ≈ 41–82%. К полному открытию ворот снова увеличивается. Более высокая скорость потока указывает на меньшие локальные потери напора на затворе и, соответственно, больший коэффициент расхода. Результаты показывают хорошее согласие между CFD-моделированием и экспериментами.

6.2. Потребление воздуха

Подача воздуха в камеру затвора и далее в поток осуществляется через вентиляционное отверстие в полу машинного отделения. Воздух также поступает в канал со своего конца по потоку. Размер вентиляционного отверстия, обозначенный как (m 2 ), вызывает беспокойство, поскольку он регулирует поток воздуха в выпускное отверстие. Для этого моделирование выполняется с пятью вариантами: = 0, 2, 10, 20 и 30 м 2 , то есть от закрытого вентиляционного отверстия до нереально большого. Определен безразмерный параметр вентиляции; их соответствующие значения = 0, 0.1, 0,5, 1,0 и 1,5.

Моделирование показывает, что всегда есть подача воздуха из нижнего конца в канал. Ситуация отличается от ситуации в длинном туннеле, где движение воздуха всегда следует за потоком воды [3]. Поскольку воздух движется вместе с водой у поверхности воды, в водоводе существует большая циркуляция воздуха против часовой стрелки, независимо от вариантов вентиляции. Когда ворота полностью открыты (= 100%), остается ограниченное пространство для прохода воздуха под цапфой. Учитывается от VOF = 0.5, проход всего 30 см. Если = 0, воздух движется против направления потока с максимальной скоростью 8,5 м / с; перепад давления воздуха в затворной камере колеблется от 3 до 4 м H 2 O, что является значительным. Уже при = 0,1 ситуация улучшается, возникает продольный поток воздуха под балкой, и падение давления в камере становится небольшим. На рис. 7 показано поле скорости потока воды и воздуха при = 100%. Циркуляция воздушного потока против часовой стрелки также происходит в затворной камере.Вахдати [36] выполнил также CFD-моделирование нижнего выхода. Хотя его внимание было сосредоточено на потоке воды, картина потока воздуха хорошо согласуется с настоящим исследованием.


На рисунке 8 показаны результаты и в зависимости от. обозначает среднюю скорость воздушного потока через вентиляционное отверстие. Для всех вариантов вентиляции быстро увеличивается сразу после открытия ворот. Очевидно, что три больших значения приводят к тому, что в несколько раз больше, чем = 0,1. По мере того, как ворота постепенно открываются, медленно увеличивается с.К концу движения ворот опускается и приближается к 18-20 м 3 / с, что почти не зависит от размера вентиляционного отверстия. Вскоре после полного открытия потоки воды и воздуха несколько колеблются, но их величина невелика. Изменение как функции следует модели. Вентиляционное отверстие = 0,1 приводит к умеренно более высоким значениям с ≈ 10 м / с при полном открытии. Ибо, меняется в недостаточной степени с; колеблется только от 0,7 до 2 м / с.

В модели закона Фруда падение давления воздуха не может быть правильно смоделировано.Однако его тенденция изменения при открытии затвора качественно согласуется с измерениями манометров в физической модели [33].

7. Затопленный выпускной поток

Если ступень нижнего бьефа выше, чем высота крыши выпускного канала, что происходит из-за сброса воды из поверхностного водосброса, выходящий поток становится затопленным. Высота кровли водовода +242,80 м. Моделирование выполняется на уровне нижнего бьефа на высоте 1,0 м над крышей; результирующая глубина воды ниже по течению = 7.8 мес. Это означает, что, когда заслонка начинает открываться, та же самая глубина воды воздействует на нижнюю по потоку пластину обшивки. Воздухозаборник установлен достаточно большим с = 1,5, чтобы он не ограничивал поток воздуха.

7.1. Формирование гидравлического прыжка

На рисунке 9 показано изменение глубины воды в камере затвора с. Вода после радиального затвора останавливается перед тем, как затвор открывается, = = 7,8 м. За счет этого поднимается примерно на 0,35 м при = 2,2%. Когда вода в канале начинает двигаться вниз по потоку, она быстро падает на 1.4 м до = 6,75 м при = 4,7%, что тесно связано с площадью поперечного сечения камеры. Затем он восстанавливается до = 7,65 м при = 8,8% перед медленным спуском. Со временем показывает умеренно быстрое снижение = 35,6%.


На рисунке 10 показано, вдоль середины выпускного отверстия, последовательное изменение мгновенных схем потока воздуха и воды при открытии затвора из закрытого положения до полного открытия, построенное с помощью VOF и вектора скорости потока. Интервалы открытия ворот между двумя соседними снимками непостоянны, но отражают типичные моменты движения ворот.Течение сильно неустойчивое и переменное. Даже изменение на 1% (временной интервал 2,4 с) приводит к возникновению двух несколько резко различных структур потока, особенно в пределах = 50–85%.

На ранней стадии открытия затвора и до ≈ 38% камера затвора заполняется водой. Небольшие отверстия затвора приводят к струйному течению вдоль дна канала с толщиной струи, которая увеличивается в направлении потока для данного отверстия затвора. При = 34% вихрь против часовой стрелки имеет тенденцию образовываться выше по потоку от фермы.До значения ≈ 38% изменение картины течения относительно невелико с ограниченными движениями воды над струей. Приблизительно при = 40% опускается ниже отметки нижнего края цапфы балки, и воздух затем увлекается в канал ниже по потоку. Струйный поток теперь создает в канале два вихря против часовой стрелки, причем один ниже по потоку несколько больше, чем выше по потоку. Вплоть до этого отверстия затвора истечение можно сравнить с плоской турбулентной пристенной струей, описанной в литературе, с высокой скоростью и фиксированной высотой истечения в нижнем бьефе [37].Отличительной особенностью здесь является то, что из-за движения затвора вверх поток в трубопроводе с трудом адаптируется к расширяющемуся истечению струи и достигает равновесия. В результате в потоке действительно существуют гистерезисные эффекты.

При ≈ 42,5% часть воды над струей меняет направление и попадает в затвор. Нижнее течение приводит к большой зоне циркуляции воды с большими воздушными карманами посередине. Зона циркуляции занимает практически все пространство над струей. При ≈ 45% выходная струя становится достаточно сильной, чтобы выталкивать воду вниз по потоку и от затвора.В результате в канал попадает больше воздуха, и возникает гидравлический скачок с = 1,20 м и = 24,8 м / с, что соответствует F = 7,23. После этого в водоводе происходит сильное турбулентное перемешивание и перекрытие водяных столбов с воздушными карманами.

При ≈ 48% гидравлический скачок перемещается дальше вниз по потоку, и большая часть канала заполняется воздухом. При ≈ 55% значительное количество воздуха задерживается в трубопроводе и транспортируется вниз по потоку. Поток представляет собой опрокидывающуюся водяную пленку из-под балки, которая ударяется как о ворота, так и о крышу камеры.При формировании обычного гидравлического скачка из струи с погруженной стенкой переход обычно представляется последовательностью стационарных стадий течения, а нижний бьеф имеет свободную поверхность [37–39]. Поток со свободной поверхностью легко адаптируется к колебаниям давления, создаваемым струей. В нашем случае высота нижнего бьефа составляет 1,0 м над кровлей водовода, и поток постоянно находится под давлением. Это означает, что сопротивление струе сильнее. Вместе с гистерезисными эффектами это приводит к обратному движению воды над струей.

При ≈ 61,5% сильная струя выталкивает воду обратно в канал, что приводит к сильному перемешиванию и образованию больших воздушных карманов в воде. Поверхностные роликовые волны также перемещаются по струе вперед и назад. По мере того как заслонка продолжает открываться (как при ≈ 68%, 75% и 82%), захваченный воздух образует большие воздушные карманы под крышей канала, некоторые из которых также распадаются, сливаются и следуют за потоком.

Когда> 90%, в канале образуется большая воздушная полость, сообщающаяся с камерой затвора через узкий воздушный канал под балкой.Проход становится меньше по мере продвижения ворот вверх, но остается. Когда ворота приближаются к своему полному открытию, положение возникающего гидравлического скачка относительно стабильно. При = 100%, = 3,35 м, = 24,3 м / с и F = 4,23. Сверхкритический отток распространяется за пределы цапфы в канал, с волнами качения и воздушными карманами в трубопроводе.

7.2. Выходной сброс

В тестах физической модели все расходы потока измеряются в установившихся условиях; трудно контролировать и измерять переходные разряды после движущегося затвора.Чтобы найти ответ, часто прибегают к моделированию CFD. Во время открытия затвора на рис. 11 сравниваются результаты между свободным и затопленным стоками с гидравлическим скачком. Переменная относится к разнице между ними, деленной на расход свободного оттока.

Видно, что исходный сток на затворе затоплен; в результате снижается разрядная емкость. Очевидно, что наибольшая разница, до 23%, возникает в самом начале движения ворот. При увеличении открытия затвора вода отталкивается, и разница становится меньше.Примерно через ≈ 45% (≈ 1,65 м) сток становится «свободным». Тем не менее, из-за переворачивания водяного покрова и роликовых волн последующий выброс немного изменяется, что приводит к некоторым незначительным возмущениям.

7.3. Переходная потребность в воздухе

Как показано в таблице 1, формулы Раджаратнама [13], Wisner et al. [14], и Rabben et al. [15] обычно используются для оценки потребности в воздухе при образовании установившихся гидравлических скачков в прямоугольных каналах. На рисунке 12 показано, как при открытии ворот изменяется значение F.Потребность в воздухе, рассчитанная по трем формулам, также включена в диаграмму.


После открытия ворот, то есть с увеличением, F становится меньше. Во время формирования гидравлического скачка воздух перемещается через вентиляционное отверстие как в камеру затвора, так и из нее. Подача воздуха может быть в несколько раз выше расчетной, что частично объясняется интенсивным воздухововлечением, а также перекрытием и столкновениями дефрагментированных водяных столбов в замкнутом водоводе.Ближе к концу движения ворот положение результирующего гидравлического скачка относительно стабильно. Потребность в воздухе также становится более или менее постоянной и соответствует результатам формул.

8. Выводы

В нижнем выпускном отверстии важно понимать, в процессе открытия его затвора, переходные характеристики потока воздух-вода и потребности в воздухе, чтобы избежать неожиданных последствий. В сочетании с реконструкцией выпускного отверстия выполняется CFD-моделирование закрытых оттоков в качестве дополнения к испытаниям физической модели.Радиальные ворота после ремонта поднимаются с помощью тросов и источника питания переменного тока. Он открывается с постоянной скоростью, для чего создается адаптивная сетка, отслеживающая движение ворот. Цель моделирования — изучить переходные характеристики потока как при свободном, так и при подводном сбросе и оценить потребности в воздухе. По результатам исследования сделаны следующие выводы.

Для свободного сброса на выходе моделирование CFD выполняется при полном уровне воды в водохранилище. Результирующая разрядная емкость в нескольких положениях затвора соответствует экспериментальным результатам с максимальным расхождением ниже +3.1%. На выходе наблюдается более высокая скорость потока как в малых, так и в больших отверстиях затвора, что указывает на более низкие локальные потери напора и, соответственно, более высокие коэффициенты расхода.

Смоделировано несколько вариантов размера вентиляционного отверстия. Воздух всегда поступает в трубопровод со своего конца по потоку, что приводит к циркуляции воздушного потока над водой в трубопроводе. Если вентиляционное отверстие закрыто, в камере затвора в конце проема затвора возникнет значительный перепад давления воздуха. Большая площадь вентиляции, чем 10 м 2 , приводит к аналогичному поведению воздушного потока и в несколько раз большей скорости подачи воздуха, чем 2 м 2 во время открытия ворот.Падение давления воздуха в камере также становится незначительным.

Для затопленного оттока расход под затвором уменьшается за счет попутной воды и немного за счет потока во время формирования гидравлического скачка. По сравнению со свободным истечением максимальное снижение составляет около 23% в самом начале подъема затвора. Примерно на 45% от полного открытия, сток затвора становится «свободным» и достаточно сильным, чтобы оттолкнуть воду ниже по потоку от затвора, отмечая начало формирования гидравлического скачка.Последующее течение характеризуется сильным турбулентным перемешиванием и роликовыми волнами, распространяющимися по струе потока. При открытии на 55% переворачивающийся водяной покров ударяется как о ворота, так и о крышу камеры. При дальнейшем движении затвора вверх большие воздушные карманы накапливаются, а затем распадаются в замкнутом трубопроводе, вызывая столкновения дефрагментированных водных объектов. По мере приближения к полному открытию ворот положение гидравлического прыжка становится относительно устойчивым. Выходящая струя выходит за пределы цапфы фермы, образуя большую воздушную полость в канале.Полость соединена с камерой затвора узким воздушным проходом под балкой.

Во время движения затвора образование подводного гидравлического скачка является сильно турбулентным и неустойчивым в направлении потока. В результате воздух поступает как в камеру затвора, так и из нее. Этот процесс приводит к увеличению расхода воздуха в несколько раз по сравнению с постоянным гидравлическим прыжком со свободной поверхностью.

Обозначения
Выпуск потока воды
: Зона вентиляционного отверстия
: Радиальная ширина заслонки
F: Число Фруда
Глубина воды в камере затвора
: Высота полного открытия затвора
: Глубина воды перед гидравлическим прыжком
: Глубина воды после гидравлического прыжка
: Зависимое от времени открытие заслонки
: Постоянная
: Постоянная
: Выпуск воздуха в вентиляционное отверстие
:
: Средняя скорость потока перед гидравлическим скачком
: Средняя скорость воздушного потока в вентиляционном отверстии
: Средняя скорость потока под заслонкой
: Относительная разница на выходе заслонки
: Отношение расхода воздуха к расход воды
: Безразмерная площадь вентиляции
: Безразмерное открытие затвора
: Относительная погрешность слива.
Конфликт интересов

Авторы не сообщали о потенциальных конфликтах интересов.

Благодарности

Исследование представляет собой исследовательский проект в рамках гидравлического проектирования, совместно финансируемый Шведским центром гидроэнергетики (SVC), Vattenfall AB и 111 Project. SVC учреждена Шведским энергетическим агентством, Energiforsk AB и Swedish National Grid вместе с Королевским технологическим институтом (KTH), Технологическим университетом Лулео (LTU), Технологическим университетом Чалмерса (CTH) и Университетом Упсалы (UU).Первый и третий авторы являются участниками проекта 111, предоставленного Министерством образования и Государственного управления по делам иностранных экспертов Китая (грант № B17015) с Государственной ключевой лабораторией гидрологии, водных ресурсов и гидротехники Университета Хохай, as исполнительная организация.

12.1 Расход и его связь со скоростью — College Physics: OpenStax

Сводка

  • Рассчитайте расход.
  • Определите единицы объема.
  • Опишите несжимаемые жидкости.
  • Объясните последствия уравнения неразрывности.

Скорость потока [латекс] \ boldsymbol {Q} [/ latex] определяется как объем жидкости, проходящей через определенное место через область в течение периода времени, как показано на рисунке 1. В символах это может быть написано как

[латекс] \ boldsymbol {Q \: =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {V} {t}}, [/ latex]

где [latex] \ boldsymbol {V} [/ latex] — это объем, а [latex] \ boldsymbol {t} [/ latex] — прошедшее время.3} [/ latex]). В этом тексте мы будем использовать любые метрические единицы, наиболее удобные для данной ситуации.

Рис. 1. Скорость потока — это объем жидкости в единицу времени, проходящий мимо точки через площадь A . Здесь заштрихованный цилиндр жидкости проходит мимо точки P по единой трубе во времени t . Объем цилиндра составляет Ad , а средняя скорость составляет v̄ = d / t , так что расход равен Q = Ad / t = Av̄ .

Пример 1: Расчет объема по скорости потока: Сердце накачивает много крови за всю жизнь

Сколько кубических метров крови перекачивает сердце за 75 лет жизни, если средняя скорость потока составляет 5,00 л / мин?

Стратегия

Время и скорость потока [латекс] \ boldsymbol {Q} [/ latex] даны, поэтому объем [латекс] \ boldsymbol {V} [/ latex] может быть вычислен из определения скорости потока.

Решение

Решение [latex] \ boldsymbol {Q = V / t} [/ latex] для объема дает

[латекс] \ boldsymbol {V = Qt.3.} \ end {array} [/ latex]

Обсуждение

Это количество около 200 000 тонн крови. Для сравнения, это значение примерно в 200 раз превышает объем воды, содержащейся в 6-полосном 50-метровом бассейне с дорожками.

Расход и скорость связаны, но совершенно разными физическими величинами. Чтобы сделать различие ясным, подумайте о скорости течения реки. Чем больше скорость воды, тем больше скорость течения реки. Но скорость потока также зависит от размера реки.Быстрый горный ручей несет гораздо меньше воды, чем, например, река Амазонка в Бразилии. Точное соотношение между скоростью потока [латекс] \ boldsymbol {Q} [/ latex] и скоростью [латекс] \ boldsymbol {\ bar {v}} [/ latex] составляет

[латекс] \ boldsymbol {Q = A \ bar {v}}, [/ latex]

где [latex] \ boldsymbol {A} [/ latex] — это площадь поперечного сечения, а [latex] \ boldsymbol {\ bar {v}} [/ latex] — средняя скорость. Это уравнение кажется достаточно логичным. Это соотношение говорит нам, что скорость потока прямо пропорциональна величине средней скорости (далее называемой скоростью) и размеру реки, трубы или другого водовода.Чем больше размер трубы, тем больше площадь его поперечного сечения. На рисунке 1 показано, как получается это соотношение. Заштрихованный цилиндр имеет объем

.

[латекс] \ boldsymbol {V = Ad}, [/ latex]

, который проходит мимо точки [latex] \ textbf {P} [/ latex] за время [latex] \ boldsymbol {t}. [/ Latex] Разделив обе стороны этого отношения на [latex] \ boldsymbol {t} [ / latex] дает

[латекс] \ boldsymbol {\ frac {V} {t}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {=} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {Ad} {t}}. [/ латекс]

Отметим, что [латекс] \ boldsymbol {Q = V / t} [/ latex] и средняя скорость [латекс] \ boldsymbol {v \ bar {v} = d / t}.[/ latex] Таким образом, уравнение становится [latex] \ boldsymbol {Q = A \ bar {v}}. [/ latex]

На рис. 2 показана несжимаемая жидкость, текущая по трубе с уменьшающимся радиусом. Поскольку жидкость несжимаема, одно и то же количество жидкости должно пройти через любую точку трубы за заданное время, чтобы обеспечить непрерывность потока. В этом случае, поскольку площадь поперечного сечения трубы уменьшается, скорость обязательно должна увеличиваться. Эту логику можно расширить, чтобы сказать, что скорость потока должна быть одинаковой во всех точках трубы.В частности, для точек 1 и 2,

[латекс] \ begin {array} {c} \ boldsymbol {Q_1 = Q_2} \\ \ boldsymbol {A_1 \ bar {v} _1 = A_2 \ bar {v} _2.} \ End {array} [/ latex] [латекс] \ rbrace [/ латекс]

Это называется уравнением неразрывности и справедливо для любой несжимаемой жидкости. Следствия уравнения неразрывности можно наблюдать, когда вода течет из шланга в узкую форсунку: она выходит с большой скоростью — это и есть назначение форсунки. И наоборот, когда река впадает в один конец водохранилища, вода значительно замедляется, возможно, снова набирая скорость, когда она покидает другой конец водохранилища.Другими словами, скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда увеличивается площадь поперечного сечения.

Рис. 2. Когда труба сужается, тот же объем занимает большую длину. Для того, чтобы тот же объем проходил через точки 1 и 2 за заданное время, скорость должна быть больше в точке 2. Процесс в точности обратим. Если жидкость течет в обратном направлении, ее скорость будет уменьшаться при расширении трубки. (Обратите внимание, что относительные объемы двух цилиндров и соответствующие стрелки вектора скорости не масштабированы.)

Поскольку жидкости по существу несжимаемы, уравнение неразрывности справедливо для всех жидкостей. Однако газы сжимаемы, поэтому уравнение следует применять с осторожностью к газам, если они подвергаются сжатию или расширению.

Пример 2: Расчет скорости жидкости: скорость увеличивается, когда труба сужается

Насадка радиусом 0,250 см присоединяется к садовому шлангу радиусом 0,900 см. Расход через шланг и насадку составляет 0,500 л / с. Рассчитайте скорость воды (а) в шланге и (б) в форсунке.2}} [/ latex] [latex] \ boldsymbol {= \: 1.96 \ textbf {m / s}}. [/ Latex]

Решение для (b)

Мы могли бы повторить этот расчет, чтобы найти скорость в сопле [латекс] \ boldsymbol {\ bar {v} _2}, [/ latex], но мы воспользуемся уравнением непрерывности, чтобы получить несколько иное представление. 2}} [/ latex] [latex] \ boldsymbol {\ bar {v} _1}.2}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {1,96 \ textbf {m / s} = 25,5 \ textbf {m / s}}. [/ Latex]

Обсуждение

Скорость 1,96 м / с примерно подходит для воды, выходящей из шланга без сопел. Сопло создает значительно более быстрый поток, просто сужая поток до более узкой трубки.

Решение последней части примера показывает, что скорость обратно пропорциональна квадрату и радиуса трубы, что дает большие эффекты при изменении радиуса.Мы можем задуть свечу на большом расстоянии, например, поджав губы, тогда как задувание свечи с широко открытым ртом совершенно неэффективно.

Во многих ситуациях, в том числе в сердечно-сосудистой системе, происходит разветвление потока. Кровь перекачивается из сердца в артерии, которые подразделяются на более мелкие артерии (артериолы), которые разветвляются на очень тонкие сосуды, называемые капиллярами. В этой ситуации непрерывность потока сохраняется, но сохраняется сумма и скоростей потока в каждом из ответвлений на любом участке вдоль трубы.Уравнение неразрывности в более общем виде принимает вид

[латекс] \ boldsymbol {n_1A_1 \ bar {v} _1 = n_2A_2 \ bar {v} _2}, [/ latex]

, где [латекс] \ boldsymbol {n_1} [/ latex] и [латекс] \ boldsymbol {n_2} [/ latex] — количество ветвей в каждой из секций вдоль трубки.

Пример 3: Расчет скорости потока и диаметра сосуда: разветвление сердечно-сосудистой системы

Аорта — это главный кровеносный сосуд, по которому кровь покидает сердце и циркулирует по телу.(а) Рассчитайте среднюю скорость кровотока в аорте, если скорость потока составляет 5,0 л / мин. Аорта имеет радиус 10 мм. (б) Кровь также течет через более мелкие кровеносные сосуды, известные как капилляры. Когда скорость кровотока в аорте составляет 5,0 л / мин, скорость кровотока в капиллярах составляет около 0,33 мм / с. Учитывая, что средний диаметр капилляра составляет [латекс] \ boldsymbol {8.0 \: \ mu}, [/ латекс] вычислите количество капилляров в системе кровообращения.

Стратегия

Мы можем использовать [latex] \ boldsymbol {Q = A \ bar {v}} [/ latex] для вычисления скорости потока в аорте, а затем использовать общую форму уравнения непрерывности для вычисления количества капилляров как все остальные переменные известны. 6} [/ латекс] на 1 кг. мышцы.9} [/ латексные] капилляры.

Концептуальные вопросы

1: В чем разница между расходом и скоростью жидкости? Как они связаны?

2: На многих рисунках в тексте показаны линии обтекаемости. Объясните, почему скорость жидкости максимальна там, где линии тока находятся ближе всего друг к другу. (Подсказка: рассмотрите связь между скоростью жидкости и площадью поперечного сечения, через которую она течет.)

3: Определите некоторые вещества, которые несжимаемы, а некоторые — нет.3 \ textbf {/ s}}? [/ Latex]

3: Кровь перекачивается из сердца со скоростью 5,0 л / мин в аорту (радиусом 1,0 см). Определите скорость кровотока по аорте.

4: Кровь течет по артерии радиусом 2 мм со скоростью 40 см / с. Определите скорость потока и объем, который проходит через артерию за 30 с.

5: Водопад Хука на реке Вайкато — одна из самых посещаемых природных достопримечательностей Новой Зеландии (см. Рис. 3).В среднем река имеет скорость потока около 300 000 л / с. В ущелье река сужается до 20 м в ширину и в среднем 20 м в глубину. а) Какова средняя скорость реки в ущелье? b) Какова средняя скорость воды в реке ниже водопада, когда она расширяется до 60 м, а глубина увеличивается в среднем до 40 м?

Рис. 3. Водопад Хука в Таупо, Новая Зеландия, демонстрирует скорость потока. (Источник: RaviGogna, Flickr)

6: Основная артерия с площадью поперечного сечения [латекс] \ boldsymbol {1.9} [/ латексные] капиллярные сосуды. Каждый сосуд имеет диаметр примерно [латекс] \ boldsymbol {8 \: \ mu \ textbf {m}}. [/ Latex] Предполагая, что сердечный выброс составляет 5 л / мин, определите среднюю скорость кровотока через каждый капиллярный сосуд.

9: (a) Оцените время, необходимое для наполнения частного бассейна емкостью 80 000 л с использованием садового шланга с расходом 60 л / мин. (b) Сколько времени потребуется для заполнения, если вы могли бы направить в нее реку среднего размера, текущую в [latex] \ boldsymbol {5000 \ textbf {m} ^ 3 \ textbf {/ s}}, [/ latex]?

10: Скорость потока крови через [латекс] \ boldsymbol {2.3 \ textbf {/ s}}? [/ Latex] (Полученное большое число является завышенной оценкой, но все же разумно.)

11: (a) Какова скорость жидкости в пожарном шланге диаметром 9 см, пропускающем 80,0 л воды в секунду? б) Какая скорость потока в кубических метрах в секунду? (c) Вы бы ответили иначе, если бы соленая вода заменила пресную воду в пожарном шланге?

12: Диаметр главного воздуховода воздухонагревателя составляет 0,300 м. Какова средняя скорость воздуха в воздуховоде, если его объем равен объему внутреннего пространства дома каждые 15 минут? Внутренний объем дома эквивалентен прямоугольному массиву 13.Ширина 0 м, длина 20,0 м, высота 2,75 м.

13: Вода движется со скоростью 2,00 м / с по шлангу с внутренним диаметром 1,60 см. а) Какая скорость потока в литрах в секунду? (b) Скорость жидкости в сопле этого шланга составляет 15,0 м / с. Каков внутренний диаметр сопла?

14: Докажите, что скорость несжимаемой жидкости через сужение, например, в трубке Вентури, увеличивается на коэффициент, равный квадрату коэффициента уменьшения диаметра.3 \ textbf {/ s}}. [/ Latex] (a) Какова средняя скорость потока в этих условиях? б) Что неразумного в этой скорости? (c) Что неразумно или непоследовательно в помещениях?

Глоссарий

расход
сокращенно Q , это объем V , который проходит мимо определенной точки в течение времени t , или Q = V / t
литр
единица объема, равная 10 −3 м 3

Решения

Задачи и упражнения

1:

[латекс] \ boldsymbol {2.3 \ textbf {/ s}} [/ latex]

(б) 0,890 см

.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.