Wechselsprung


Was ist ein Wechselsprung?

Siehe das Video auf der linken Seite.

Bestimmung des Energiehöhenverlusts beim Wechselsprung

Beim Wechselsprung wird ein überkritischer Abfluss Q wieder unterkritisch. Die Abflusstiefe h ändert sich sprunghaft und ist nach dem Wechselsprung größer. Beim Wechselsprung wird durch entstehende Turbulenzen Energie dissipiert. Der Impuls bleibt allerdings erhalten, d.h., dass für die gleiche Stützkraft F zwei konjugierte Abflusstiefen h existieren. Das Verhältnis der konjugierten Abflusstiefen h1 und h2 wird mit folgender Formel beschrieben:

Mit Hilfe des gegebenen Energiehöhendiagramms und eines analogen Stützkraftdiagramms lässt sich der auftretende Energiehöhenverlust ΔE einfach grafisch bestimmen:

Im Energiehöhendiagramm und im Stützkraftdiagramm wird die Abflusstiefe h1 eingetragen (Punkte 1 und 2). Um die Abflusstiefe h2 nach dem Wechselsprung zu ermitteln, wird im Stützkraftdiagramm die konjugierte Abflusstiefe zu h1 grafisch bestimmt (Punkt 3). Die Stützkräfte F1 in Punkt 2 und F2 in Punkt 3 sind gleich (Impulserhaltung). Anschließend wird die Abflusstiefe h2 im Energiehöhendiagramm eingetragen (Punkt 4). Die spezifischen Energiehöhen E1 und E2 werden im Diagramm abgelesen. Der Energiehöhenverlust ΔE, der im Wechselsprung auftritt, entspricht der Differenz der spezifischen Energiehöhen.

Der auftretende Energiehöhenverlust ΔE kann auch über die folgende Formel berechnet werden: