Wat is een hydraulische sprong?

Een hydraulische sprong is een incident waarbij snel bewegende vloeistof plotseling de lucht in springt. Het doet dit in de overgang van snelle naar langzame vloeistofbeweging. In technische termen is het wanneer de waterbeweging verandert van superkritisch naar subkritisch, dat is wanneer iets met een hoog niveau van kritische massa een lagere kritische massa ontmoet. Een hydraulische sprong zal vaak gebeuren als er iets stroomafwaarts is dat de waterstroom verhindert.

Het is gebruikelijk om hydraulische sprongen te vinden in waterlichamen met open kanaalstroom. Dit is een toestand waarbij de vloeistof door een leiding met voldoende open lucht stroomt, zodat zwaartekracht op de waterstroom kan inwerken. Sprongen worden meestal niet gevonden in pijpstroming of vernauwde gebieden met waterstroming omdat er onvoldoende open lucht is om de voorwaarden daarvoor te creëren.

Een hydraulische sprong kan bewegen of staan. De bewegingsvariëteit wordt meestal gevonden in snel bewegende waterlichamen zoals rivieren. Staande hydraulische sprongen komen veel voor in stilstaand of bijna stilstaand water, zoals in meren. Wanneer het beweegt, wordt het eenvoudigweg een hydraulische sprong genoemd, terwijl de staande versie een hydraulische sprong in overgang wordt genoemd.

Bij een hydraulische sprong verandert de diepte van het water snel. Om deze verandering te compenseren, zal de turbulentie in het water toenemen. Het is in wezen een plotselinge toename van energie, gevolgd door een dramatische daling.

Vergelijkingen kunnen worden gebruikt om een ​​hydraulische sprong te voorspellen. Deze kunnen handig zijn in situaties waarin het wenselijk is om een ​​sprong te maken. Een ingenieur kan bijvoorbeeld een sprong gebruiken om de druk op een overgangspunt voor water te verminderen, waardoor schade aan bassins en andere structuren die worden gebruikt om de beweging van water te geleiden, wordt verminderd.

Er zijn ook omstandigheden waarbij hydraulische sprongen schade kunnen veroorzaken. Deze omvatten gebieden waar bodemerosie moet worden vermeden. Ze kunnen ook de voortgang van vissen belemmeren, van het voorkomen van doorgang tot het veroorzaken van de dood.

De belemmeringen die leiden tot een hydraulische sprong variëren sterk in samenstelling en creatie. Blokkades gemaakt door mensen kunnen bruggen, dammen of andere fysieke barrières omvatten, zoals cementstructuren of blokken die bedoeld zijn om de waterstroom te veranderen. Ze kunnen ook worden veroorzaakt door natuurlijke gebeurtenissen, zoals een verandering in de breedte van een leiding als gevolg van erosie of andere soortgelijke gebeurtenissen. Een sprong kan ook worden veroorzaakt door wrijving in de leiding voor waterstroming.