Расчет размеров малого гидротехнического сооружения на примере тонкостенного водослива
Расчет размеров малого гидротехнического сооружения на примере тонкостенного водослива. Определение размеров выреза и угла тонкостенного водослива. Характеристика гидрологического расходомера как средства учета воды на малых и средних водотоках.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.04.2020 |
| Размер файла | 353,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет размеров малого гидротехнического сооружения на примере тонкостенного водослива
1. Расчет размеров малого гидротехнического сооружения на примере тонкостенного водослива
водослив гидротехнический сооружение
Гидрологические расходомеры - это сооружения для определения расходов воды в открытых (безнапорных) водных потоках по связи между уровнями и расходами воды в этих сооружениях.
Гидрологические расходомеры иногда называют средствами учета воды на малых и средних водотоках.
По условиям и характеру протекания воды расходомеры разделяются на водосливы, гидрометрические лотки и контрольные русла.
Водослив образуется путем устройства в водотоке порога или стенки с определенной формой выреза, через который переливается вода. Высота слоя воды над порогом или напор на гребне водослива Н (при отсутствии их подтопления) однозначно определяет расход воды Q через водослив.
Водосливы с тонкой стенкой с треугольной или прямоугольной формой выреза обладают более высокой точностью по сравнению со всеми другими гидрологическими расходомерами.
Водосливной щит должен стоять свой плоскостью перпендикулярно динамической оси потока, а сама плоскость щита должна быть вертикальной.
Отклонения от указанных положений не могут превышать 3. Для использования в гидрометрических целях любой водослив с тонкой стенкой должен работать в режиме свободного незатопленного истечения, что достигается при выполнении двух условий: а) в пространство под струю с боков должен быть обеспечен свободный доступ воздуха; б) уровень воды нижнего бьефа непосредственно за водосливной стенкой располагается ниже гребня водослива, по крайней мере, на 0.1 м.
Во избежание прилипания струи минимальный напор на гребне водослива не должен быть менее 5 см; кроме того, поверхность щита должна быть гладкой и коррозиеустойчивой. Обычно щиты окрашивают масляной краской (за исключением латунных).
Также по причине отрицательного влияния на стабильность коэффициента расхода недопустим бурный пульсирующий подход воды к водосливу.
Место измерения напора на гребне водослива должно находиться в верхнем бьефе на расстоянии не менее 3Hmax от водосливной стенки, т.е. в створе, где еще не начинается заметного спада свободной поверхности.
Принципиальное различие между отдельными водосливами заключается в форме и размерах поперечного сечения их порога (стенок) . Выделяют водосливы с тонкой стенкой, когда, (0.1 - 0.5)Н, водосливы с широким порогов, у которых 2Н 8Н и водосливы практического профиля, какими являются все водосливы, отличные от водосливов с тонкой стенкой и с широким порогом.
В данном задании требуется осуществить расчет основных размеров водослива с тонкой стенкой. Вырез водослива может иметь полигональную или криволинейную форму. К полигональным водосливам относятся прямоугольные, треугольные или трапецеидальные (суживающиеся к низу или верху), а к криволинейным - параболические, радиальные и пропорциональные.
Исходные данные
В данном задании необходимо спроектировать водослив с треугольной формой выреза (треугольный водослив). В полевой гидрометрии получили распространение водосливы с углом при вершине равным 45, 60, 90 и 120. Водослив следует установить в канале, имеющим в поперечном сечении форму трапеции, с шириной по низу В и заложением откосов m. Эти характеристики, а также уклон русла I и коэффициент шероховатости n помещены в таблицу исходных данных (таблица 1.1).
Таблица 1.1 - Исходные данные
|
Исходные данные |
||
|
Qmin, м3/с |
0.030 |
|
|
Qmax, м3/с |
1.10 |
|
|
B, м |
1.40 |
|
|
m |
2.00 |
|
|
J, о/оо |
0.0025 |
|
|
n |
0.050 |
Требования:
1. Чтобы водослив не находился на подпоре (должен работать в незатопляемом режиме).
2. Водослив должен пропускать все диапазоны расходов от Qmin до Qmax.
3. По возможности создавать наименьший напор в верхнем бьефе.
Пояснения к выполнению
1 Определение высотного положения водослива
Под определением высотного положения подразумевается нахождение отметки гребня водослива.
Работа начинается с построения кривой Q = f(H) для нижнего бьефа сооружения, т.е. для русла в свободном состоянии.
Вычисление расхода производится по формуле Шези (1.1), задаваясь различной глубиной наполнения русла в шагом 0.1 м.
Формула Шези имеет вид
, (1.1)
где
С - коэффициент Шези;
- площадь живого сечения;
R - гидравлический радиус;
I - уклон русла.
Определение площади живого сечения производится по формуле
, (1.2)
где h - глубина в нижнем створе.
Гидравлический радиус рассчитывается по формуле
, (1.3)
где - смоченный периметр,
. (1.4)
Коэффициент Шези находится по выражению
. (1.5)
Расчет представляется в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Расчет расхода воды
|
h, м |
щ, м2 |
Х, м |
R, м |
С |
Q м3/с |
|
|
0.1 |
0.16 |
1.85 |
0.09 |
7.90 |
0.02 |
|
|
0.2 |
0.36 |
2.29 |
0.16 |
9.90 |
0.07 |
|
|
0.3 |
0.60 |
2.74 |
0.22 |
11.2 |
0.16 |
|
|
0.4 |
0.88 |
3.19 |
0.28 |
12.3 |
0.28 |
|
|
0.5 |
1.20 |
3.64 |
0.33 |
13.1 |
0.45 |
|
|
0.6 |
1.56 |
4.08 |
0.38 |
13.9 |
0.67 |
|
|
0.7 |
1.96 |
4.53 |
0.43 |
14.5 |
0.94 |
|
|
0.8 |
2.40 |
4.98 |
0.48 |
15.2 |
1.26 |
|
|
0.9 |
2.88 |
5.42 |
0.53 |
15.7 |
1.65 |
|
|
1.0 |
3.40 |
5.87 |
0.58 |
16.2 |
2.10 |
|
|
1.1 |
3.96 |
6.32 |
0.63 |
16.7 |
2.62 |
На рисунке 1.1 представлена кривая Q = f(H) построенная по вычисленным данным.
Рисунок 1.1 - Кривая Q = f(H)
По значению Qmax с кривой снимается значение hmax. Отметка уровня воды в нижнем бьефе рассчитывается по формуле:
м (1.6)
м (1.7)
2. Определить размеры выреза и угол тонкостенного водослива
Строительство любого водослива неизбежно сопровождается подъемом перед ним уровней воды по сравнению с бытовыми уровнями, соответствующими тем же расходам до возведения сооружения. В данном задании требуется подобрать такой угол выреза водослива (), который бы обеспечил пропуск расходов в диапазоне от Qmin до Qmax. Напор на гребне водослива (Н) при прохождении Qmax не должен превышать 1.0 м, а при пропуске Qmin не должен быть менее 5 см.
(1.8)
Вычисление расхода воды произведём по формуле:
(1.9)
В таблице 1.3 приведены значения коэффициента расхода в зависимости от угла выреза.
Таблица 1.3 - Значения коэффициента расхода
|
и |
60о |
90 о |
120 о |
|
|
в |
0.577 |
0.578 |
0.587 |
Таблица 1.4 - Координаты кривой Q = f(H)
|
И = 60? |
И = 90? |
И =120? |
||||
|
H |
Q |
H |
Q |
H |
Q |
|
|
0.05 |
0.0004 |
0.05 |
0.001 |
0.05 |
0.001 |
|
|
0.1 |
0.0023 |
0.1 |
0.003 |
0.1 |
0.005 |
|
|
0.2 |
0.013 |
0.2 |
0.019 |
0.2 |
0.026 |
|
|
0.3 |
0.035 |
0.3 |
0.053 |
0.3 |
0.072 |
|
|
0.4 |
0.072 |
0.4 |
0.11 |
0.4 |
0.15 |
|
|
0.5 |
0.13 |
0.5 |
0.19 |
0.5 |
0.26 |
|
|
0.6 |
0.20 |
0.6 |
0.30 |
0.6 |
0.42 |
|
|
0.7 |
0.30 |
0.7 |
0.46 |
0.7 |
0.64 |
|
|
0.8 |
0.42 |
0.8 |
0.66 |
0.8 |
0.95 |
|
|
0.9 |
0.58 |
0.9 |
0.94 |
0.9 |
1.44 |
|
|
1.0 |
0.79 |
1.0 |
1.37 |
1.0 |
2.40 |
|
|
1.1 |
1.07 |
1.1 |
2.11 |
1.1 |
5.62 |
По данным таблицы 1.4 строятся зависимости, соответственно для углов выреза 60, 90 и 120 (рисунок 1.2). Каждая из построенных кривых проверяется на соответствие условию (0.05 м < H < 1.00 м).
В случае, если данному условию отвечают несколько кривых, выбирается одна из них и вычерчивается (в масштабе) продольный разрез сооружения с нанесением отметок дна канала, отдельных деталей и наивысших уровней в верхнем и нижнем бьефах (рисунок 1.3).
На рисунке 1.2 представлен график зависимости Q = f(H).
Рисунок 1.2 - График зависимости Q = f(H)
По графику зависимости Q = f(H) получили значения Hmin при Qmin,
и Hmax при Qmax для всех углов выреза.
|
, |
Hmax, м |
Hmin, м |
|
|
60° |
1.04 |
0.24 |
|
|
90° |
0.90 |
0.21 |
|
|
120° |
0.80 |
0.19 |
м. (1.10)
Вывод
При анализе графика Q = f(H), по критерию , подходят углы 90о и 120о. Но наиболее подходит кривая с углом выреза и = 90о, так как она точнее укладывается в критерий.
Рисунок 1.3 - Треугольный водослив
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные требования к проектам гидросооружений. Определение класса гидротехнического сооружения. Проверка на пропуск поверочного расхода. Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе и параметров принятых гасителей. Конструирование подземного контура.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.11.2021Расчет магистрального канала гидротехнического сооружения, определение равномерного движения жидкости по формуле Шези. Определение канала гидравлически наивыгоднейшего сечения, глубин для заданных расходов. Вычисление многоступенчатого перепада.
курсовая работа [193,2 K], добавлен 12.07.2009Особенности гидравлического расчета деривационного канала в разных условиях равномерного и неравномерного движения. Входная и выходная часть быстротока. Определение глубины водобойного колодца и высоты водобойной стенки. Характеристика водослива плотины.
курсовая работа [893,9 K], добавлен 10.06.2011Проектирование гидроузла: описание района, топографическая и климатическая характеристика, геологические условия. Обоснование выбора створа гидротехнического сооружения, компоновка узла плотины. Геометрические параметры плотины, гидравлический расчет.
курсовая работа [770,0 K], добавлен 14.12.2011Характеристика района возведения гидроузла. Выбор основных размеров профиля плотин. Определение отметки гребня в глубоководной зоне. Откосы, бермы и дренажные устройства. Фильтрационный расчет грунтовой плотины. Проектирование водовыпускного сооружения.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.04.2015Физико-механические свойства пород. Назначение, срок службы выработки, материал и конструкция крепи, а также способы проведения выработки. Расчет размеров и площади сечения в свету и вчерне. Раннее значение высоты для однопутной и двухпутной выработок.
контрольная работа [497,6 K], добавлен 10.12.2010Конструирование водозаборного сооружения берегового типа. Назначение и характеристика проектируемого сооружения. Классификация грунтов основания. Равнодействующая горизонтальных и вертикальных сил. Расчет фундамента на сдвиг и абсолютную усадку.
курсовая работа [707,9 K], добавлен 12.07.2009Проектирование конвейерного штрека для транспортировки отбитой породы. Тип и характеристика крепи. Расчет размеров поперечного сечения выработки. Проверка площади поперечного сечения по скорости движения воздуха. Проектирование водоотливной канавки.
курсовая работа [859,7 K], добавлен 06.11.2013Геодезия как наука о Земле, измерениях, проводимых для определения ее формы и размеров с целью изображения на плоскости. Основные разделы геодезии и их задачи. Характеристика геодезических понятий. Методы и средства определения формы и размеров Земли.
презентация [61,8 K], добавлен 22.08.2015Расчет производительности и парка карьерных экскаваторов. Определение параметров буровзрывных работ. Производительность и парк буровых станков. Отвалообразование при автомобильном транспорте вскрыши. Расчет углов откоса нерабочего борта карьера.
курсовая работа [104,3 K], добавлен 07.08.2013Определение размеров поперечного сечения горной выработки. Расположение коммуникаций. Выбор типа крепи и расчет материалов. Схема проведения выработок. Расчет проветривания тупиковой их ветви. График работ. Технико-экономические показатели проходки.
контрольная работа [62,8 K], добавлен 28.10.2013Определение формы и расчет размеров поперечного сечения выработки. Выбор конструкции и материала крепи. Обоснование способа проходки и технологического оборудования. Описание технологии осуществления процессов проходческого цикла. Расчет норм выработки.
дипломная работа [93,9 K], добавлен 07.02.2016Определение формы и размеров поперечного сечения горной выработки. Расчет паспорта буровзрывных работ. Проветривание выработок и выбор вентиляционного оборудования. Настилка рельсовых путей и коммуникаций. Расчет стоимости проведения 1 м выработки.
курсовая работа [205,0 K], добавлен 06.03.2012Выбор формы и расчет поперечного сечения штрека. Отбойка в блоке при помощи скважин. Расчет проведения полезных выработок. Укрупненный расчет проведения транспортного штрека. Расчет размеров поперечного сечения. Особенности доставки руды в блоке.
курсовая работа [65,2 K], добавлен 20.10.2012Определение размеров поперечного сечения выработки. Расчет физико-механических свойств пород. Оценка напряженного состояния пород, расчет устойчивости и выбор крепи. Погрузка породы и маневрово-транспортные операции. Режим работы рудника и рабочих.
реферат [202,2 K], добавлен 18.09.2014Конструктивные особенности подземной части здания. Строительная характеристика грунтов площадки. Определение размеров подошвы фундаментов. Нагрузки, учитываемые в расчетах их оснований. Выбор типа и конструкции свай. Расчет осадки свайного фундамента.
курсовая работа [959,2 K], добавлен 19.12.2014Обоснование способа проведения выработки и выбор основного проходческого оборудования. Определение размеров поперечного сечения. Расчет горного давления и локомотивной откатки. Организация буровзрывных работ. Уборка породы и транспортные операции.
курсовая работа [470,1 K], добавлен 19.06.2014Выбор формы поперечного сечения выработки и материала крепи. Определение площади поперечного сечения. Проектирование и расчет буровзрывных работ. Проветривание горных выработок. Расчет прочных размеров горной крепи. Организация работ по уборке породы.
курсовая работа [301,8 K], добавлен 02.04.2015Расчет балансовых запасов месторождения полезного ископаемого, годовой производственной мощности и срока существования рудника. Выбор рациональной системы разработки и вскрытия месторождения. Определение размеров поперечного сечения вскрывающих выработок.
курсовая работа [801,4 K], добавлен 18.03.2015Характеристика структуры, изучение строения и определение размеров пор горных пород. Исследование зависимости проницаемости и пористости горных пород. Расчет факторов проницаемости и методов определения содержания в пористой среде пор различного размера.
курсовая работа [730,4 K], добавлен 11.08.2012
