Формула Шезі

Формула Шезі — формула для визначення середньої швидкості потоку при усталеному рівномірному турбулентному русі в області квадратичного опору для випадку безнапірного потоку. Отримана французьким інженером гідравліком А.Шезі (фр. Antoine de Chézy) (1718–1798) у 1775 році[1]. Використовується для розрахунків потоків у річних руслах та каналізаційних системах.

${\displaystyle V=C{\sqrt {R\cdot I}}}$,

де V — середня швидкість потоку, м/с;

C — коефіцієнт опору тертя по довжині (коефіцієнт Шезі), що є інтегральною характеристикою сил опору;

R — гідравлічний радіус, м;

I — гідравлічний ухил, м.

Формула Шезі має те ж призначення, що і формула Дарсі-Вейсбаха. Коефіцієнт втрат на тертя ${\displaystyle \lambda }$ пов'язаний з коефіцієнтом опору C наступною залежністю:

${\displaystyle C={\sqrt {\frac {8g}{\lambda }}}}$.

Коефіцієнт опору C може бути визначений за формулою Н. Н. Павловського:

${\displaystyle C={\frac {1}{n}}R^{y},}$

де n — коефіцієнт шорсткості, що характеризує стан поверхні русла, для випадку каналізаційних труб приймається у діапазоні (0,012…0,015) для інших випадків — інформація наведена в літературі[2]

у — показник степеня, що залежить від величини коефіцієнта шорсткості та гідравлічного радіуса:

${\displaystyle y=2,5{\sqrt {n}}-0,13-0,75{\sqrt {R}}\left({\sqrt {n}}-0,1\right).}$

Ця формула рекомендується для значень R < (3…5)м. При великих гідравлічних радіусах чи інших значеннях коефіцієнтів шорсткості застосування формули Н. Н. Павловського в гідравлічних розрахунках річкових русел приводить до значних похибок.

При сталому значенні y = 1/6 формула Шезі зводиться до формули Манінга.

Існують і інші емпіричні формули для визначення коефіцієнта опору C[3]