Гидравлический расчет открытых русел и сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Национальна Академия Природоохранного и Курортного Строительства

Кафедра гидромелиорации и ГТС

Курсовая работа по дисциплине

Инженерная гидравлика

Гидравлический расчет открытых русел и сооружений

русло открытый расчет гидравлический

Студента группы ВВ-201

Факультета ВРиЭ

Преподаватель

Руднев В.П.

Симферополь 2010

Содержание

1. Гидравлический расчёт открытых русел

1.1 Равномерное движение в открытых руслах

1.1.1 Расчет магистрального канала при равномерном движении

1.1.2 Расчёт сбросного канала при равномерном движении

1.2 Неравномерное движение в открытых руслах

1.2.1 Построение кривых свободной поверхности по методу Чарномского.

1.2.2 Расчёт магистрального канала при неравномерном движении (по методу Чарномского)

2. Гидравлический расчёт сооружений

2.1 Расчёт шлюза-регулятора на магистральном канале

2.1.1 Расчёт пропускной способности шлюза

2.1.2 Определение рабочей ширины шлюза

2.1.3 Расчёт сопряжения бьефов шлюза-регулятора

2.2 Методы гашения энергии

2.2.1 Расчёт прорезной водобойной стенки

2.2.2 Расчёт длины крепления за гасителем

2.3 Гидравлический расчёт сопрягающих сооружений

2.3.1 Быстротоки

2.3.2 Перепады



Инженерная гидравлика

Расчет открытых русел и сооружений

Рис.1. Схема гидроузла:

1-водозаборный шлюз-регулятор; 2-магистральный канал; 3- подпорное сооружение;

4- сопрягающее сооружение; 5- сбросной канал.

Исходные данные

Номер Вари - анта	Расход Q,м	Уклон дна I0	Грунт	Мутность потока p,кг/м	Удельный вес грунтового скелета	Р, состав взвешенных наносов по фракциям, %
						0,5- 0,25	0,25- 0,1	0,1- 0,05	0,05- 0,01	Менее 0,01
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
14	86	0,00038	Суглинок Тяжелый	0,9	2,1	1	7	14	42	36



Задане 1

1.1 Выполнить гидравлический расчет магистрального канала трапециидального поперечного сечения при равномерном движении воды. Определить: глубину наполнения и ширину канала по дну, проверить канал на размыв и заиление.

1.2 Выполнить гидравлический расчет сбросного канала трапециидального поперечного сечения при равномерном движении воды. Определить: уклон дна русла из условия неразмываемости.

1.3 Выполнить гидравлический расчет магистрального канала при неравномерном движении воды. Построить продольный профиль канала с участком неравномерного движения.



1. Гидравлический расчет открытых русел

1.1 Равномерное движение в открытых руслах

1.1.1 Расчет магистрального канала при равномерном движении

1. По нормативным документам и справочным данным при известных характеристиках грунта назначаются коэффициенты заложения откосов канала m и шероховатость русла n.

n=0.02,

m=1.5.

2. По формуле в г.н=2,5+ m/2 вычисляются значение в при известном значении m .

в г.н=2,5+1,5/2=3,25.

3. При известном в ,задаваясь различными значениями h (от h1 до h7), по формулам

щ=( в+m), ч =( в +2)h, в г.н =2(-m)определятся соответствующие значения ч, щ, R. Затем вычисляются соответствующие значения W (значение W можно определить по справочным данным при известных величинах R и n ). И, наконец, по формуле Q= щW вычисляется значение Q,соответствующие задаваемые значения h. Таблица 1.1

Определение расхода в зависимости от глубины

h,м	щ,м	ч, м	R, м	W м/с	Q, м/с
0.5	1.19	3.43	0.35	23.4	0.53
1	4.75	6.85	0.69	38.6	3.55
1.5	10.69	10.28	1.04	49.32	9.65
2	19	13.7	1.39	60.22	22.19
2.5	29.69	17.13	1.73	71.52	40.35
3	42.75	20.55	2.08	82.18	68.15
4	76	27.4	2.77	99.11	146.12

4. По данным табл. 1.1 строим график Q=f(h) (1.1).

На оси абсцисс находится точка, соответствующая заданному расходу Q (согласно заданию). С помощью графика на оси ординат определяется искомая глубина h0 , которая является нормальной глубиной потока. Q=86 ; h0=3.35.

5.Вычисляем ширину канала по дну: b= в *h.

b=3.25*3.35=11 м.

Затем, учитывая, что Qр>10м/c, полученное числовое значение b округляется до стандартного значения (целого числа метров). Это значение принимается окончательно как ширина канала по дну b.

b=11м/с.

6. Уточняется нормальная глубина потока, обеспечивающая протекание заданного расхода в канале с принятыми геометрическими характеристиками поперечного сечения (bк, m, n), а также определяются средние скорости равномерного движения при Q , Q и Q. Для этого при известном значении b, задаваясь различными значениями h, используя методику расчета, изложенного в п.3, по формулам щ =(b+m h) h,

ч =b+2 h, R= щ / ч, V=W, Q= щW вычисляются ч, щ, R и W, V и Q, соответственно.

Определение расхода и средней скорости в зависимости от глубины

h, м	щ,м	ч, м	R, м	W м/с	V, м/с	Q, м/с
0.5	5.87	12.8	0.45	28.5	0.55	3.24
1	12.5	14.6	0.85	44.7	0.86	10.83
1.5	19.87	16.4	1.21	57.02	1.1	21.98
2	28	18.2	1.53	66.9	1.29	36.34
2.5	36.87	20	1.84	75.72	1.46	54.16
3	46.5	21.8	2.13	83.48	1.61	75.3
3.5	56.87	23.6	2.4	90.3	1.75	99.63

7. По данным таблицы строятся совмещенные графики V=f(h) и Q=f(h) (рис.1.2).С помощью графика Q=F(h) определяется уточненная нормальная глубина h, а с помощью графика V=f(h) - соответствующее значение средней скорости V р.

H=3.2,

V р=3.61.

8.Для заданной величины максимального (форсированного) расхода Qс помощью графика Q=f(h) (рис. 1.2.) определяются соответствующие нормальная глубина h и средняя скорость V, при которой возможен размыв русла. Подобным образом для Qопределяются h и V, при которой вероятно заиливание канала.

Q=98.9 Q=43

h=3.45 h=2.2

V=1.74 V=1.35

9. По справочным данным, при известной глубине h, и характеристиках грунта, из которого построено ложе канала, определяется допускаемая (не размывающая) скорость течения V доп.

V=3.8

10. Определяется минимально допустимая не заиливающая скорость V. Для этого по справочным данным устанавливается гидравлическая крупность W для всех предельных значений фракций взвешенных наносов. По формуле W вычисляется средняя крупность W каждой фракции.



Значения средневзвешенной крупности W

d, мм	0.5	0.25	0.1	0.05	0.01
W,мм/с	53	27	8	2.9	0.15

Затем по формуле с учетом процентного содержания каждой

фракции P вычисляется средневзвешенная гидравлическая крупность . Устанавливается значение М, входящие в формулу:

==2,85=мм/с=0,0029 м/с

При известных характеристиках поперечного сечения водотока b, m, h , по формулам щ =(b+m h) h, ч =b+2 h, R= щ / ч, вычисляются щ, ч, и R. По формуле

определяется V.

µ==0,0029 м/с

щ=(3,25+1,5*2,2)*2,2=12,716

ч=(3,25+2*2,2)=9,95

R=12,716/9,95=1,31

V==0,4 м/с

11. Имея V, V, V. , V, выполняется проверка на размыв и заиливание русла канала. Канал не размывается и не заливается, если выполняется условия

V=1,74 < V =3,8

V=0,4 > V=1,35

1.1.2 Расчет сбросного канала при равномерном движении

1. По нормативным документам и справочным данным назначаются коэффициенты заложения откосов канала m и шероховатости русла n.

n=0.02

m=1.5

2. Назначается в первом приближении глубина наполнения канала в диапазоне h=(1ч3)м и по справочным данным определяется допускаемая (не размывающая) скорость течения V

h=2

V=0.95 м/с

3. Принимается расчетная средняя скорость V р0,95 V

V р=0,95* V=0,9025 м/с

4. Вычисляется площадь живого сечения, необходимая для пропуска сбросного расхода Q с расчетной скоростью V р

щ= Q/ V р

Q=0,5*Q=43

щ =43/0,9025=47,64 м

5. По формуле в г.н=2,5+ m/2 вычисляется значение в.

в =2,5+1,5/2=3,25

6. С помощью формулы щ=( в+m) определяется глубина наполнения канала h во втором приближении.

h===3,16 м

7. Вычисляется ширина канала по дну b= в*h и округляется до стандартного значения (целых метров).

b=3.25*3.16=10 м

8. По формулам щ =(b+m h) h,ч =b+2 h, R= щ / ч, определятся соответствующие значения ч, щ, R. Затем вычисляются соответствующие значение W (значение W можно определить по справочным данным).

щ=(10+1,5*3,16)*3,16=46,5 м

ч =10+2*3,16*=21,3 м

R=46.5/21.3=2.18 м

W(2.18)==84,78 м/с

9. При известных значениях V р, R и W из формулы V=W, вычисляется искомый уклон дна канала i.

i===0,000112 м

10. Задаваясь различными значениями h, вычисляют соответствующие значения ч, щ, R, и W и Q.

h, м	щ,м	ч, м	R, м	W м/с	Q, м/с
0.5	6	11,8	0,5	30,7	1,95
1	11.5	13,6	0,84	44,42	5,41
1.5	18.38	15,4	1,19	56,47	10,99
2	26	17,2	1,51	66,3	18,27
2.5	34.38	19	1,8	74,6	27,18
3	43.5	20,8	2,09	82,44	38,01
3.5	53.37	22.6	2.36	89.3	50.5

11. По данным таблицы строится график Q=f(h) (рис. 1.3) С его помощью определяется уточненная нормальная глубина h, которая обеспечивает пропуск заданного расхода Q в сбросном канале с найденным из условия неразмываемости уклона дна i.

Q=43

h=3,2

1.2 Неравномерное движение в открытых руслах

1.2.1 Расчет магистрального канала при неравномерном движении (по методу Чарномского)

1.Назначается (выбирается) контрольное сечение - сечение, где глубина при неравномерном движении известна (задана) или может быть определена. Это сечение является первым расчетным сечением, а глубина в нем h.

h=1,2* h=1,2*3,2=3,8 м

h+2 см=3,2 м

Расчет кривой свободной поверхности потока

h, м	щ м	ч м	R, м	W, м/с	i		i-	,м	Э, м	I, м
3,84	64,3	24,8	2,59	94,9	0,000101	0,00016	0,00022	0,13	3,93	590,9
3,7	61,2	24,3	2,51	92,9	0,00022				3,8
						0,000235	0,000145	0,1		689,6
3,6	59,04	23,9	2,47	92	0,00025				3,7
						0,000265	0,000115	0,09		782,6
3,5	56,8	23,6	2,4	90,3	0,00028				3,61
						0,000295	0,00085	0,09		1058,8
3,4	54,74	23,2	2,35	89	0,00031				3,52
						0,000325	0,00055	0,09		1636,6
3,3	52,63	22,8	2,3	87,8	0,00034				3,43
						0,00036	0,00002	0,07		3500
3,22	50,9	22,6	2,25	86,55	0,00038				3,36

По данным таблицы строится продольный профиль канала с участком неравномерного движения (рис. 1.5).

2. Выясняется тип кривой свободной поверхности. Для этого определяется критическая глубина в канале. Т.к. канал имеет трапецеидальное поперечное сечение, то критическая глубина вычисляется по формуле h= h . Тип кривого свободной поверхности устанавливается на основании сравнения глубины при неравномерном движении h с нормальной h, и критической hк глубинами потока. (Если h1> h0> hк, то имеет место кривая подпора типа 1- а).

h=0,91*1,8=1,63 м

h=1,82 м < h=3.2 м 0 < i < i - Первый расчетный случай : кривая подбора типа 1-а.

3. В диапазоне глубин h-h(от h до h) назначаются глубины h,h…h.

4. Составляется расчетная схема (рис. 2)

рисунок 1

5.По формуле вычисляются длины кривых свободной поверхности

между каждой парой смежных глубин. При этом удельная энергия сечений определяется по формуле

Средний уклон трения - по формуле

Уклон трения в каждом расчетном сечении определяется по формуле:

Параметры потока ч, щ, R вычисляются по формулам щ =(b+m h) h,

ч =b+2 h, R= щ / ч .W может быть определено по справочным данным в зависимости от R и n.

6. По формуле вычисляется сумма элементарных участков 1. Если необходимо определить глубину неравномерного движения h на расстоянии L вверх по течению подпорного сооружения, то для этого удобно построить вспомогательный график h=f(L) (рис.1.4.), по которому при заданной длине L определяется соответствующие значения глубины h.



2. Гидравлический расчет сооружений

2.1 Расчет шлюза-регулятора на магистральном канале

2.1.1Определение рабочей ширины шлюза

Задание 2

2.1.Выполнить расчет шлюза - регулятора на магистральном канале: определить рабочую ширину шлюза, количество пролетов и полную (строительную) ширину шлюза, выполнить расчет сопряжения бьефов, рассчитать гаситель энергии в виде прорезной водобойной стенки и длину рисбермы.

2.2. выполнить расчет сопрягающего сооружения - бетонного быстротока на сбросном канале. Быстроток прямоугольного поперечного сечения. Входная часть выполнена в виде водослива с широким порогом и плавным входом. При необходимости устройства гасителя энергии рассчитать водобойный колодец.

2.3. Выполнить расчет сопрягающего сооружения на сбросном канале - многоступенчатого перепада прямоугольного поперечного сечения колодезного типа, с входной частью по типу водослива с широким порогом. Разница отметок дна верхнего и нижнего бьефов z = 7. На выходе в нижний бьеф рассчитать гаситель энергии.

2.1 Расчет шлюза - регулятора на магистральном канале



2.1.1 Расчет пропускной способности шлюза

Рисунок 3

Расчетная схема шлюза - регулятора

2.1.2 Определение рабочей ширины шлюза:

Расчет ведется методом последовательных приближений.

Первое приближение.

1. Определяется геометрический напор перед шлюзом:

H=h+Z=3.45+0.07=3.52 м,

где Z -гидравлический перепад равный 7см; h -глубина в нижнем бьефе (принимается равной h -нормальной глубине в магистральном канале равная 3.45 при =98.9).

2. По формулам:

;

.

вычисляются площадь живого сечения потока в верхнем бьефе и скорость подхода.

3. По формуле:

определяется полный напор.

4. Определяется глубина на пороге шлюза. В первом приближении она принимается на 3-4 см меньше, чем глубина подтопления. Причем, считают, что глубина подтопления . Таким образом,

h= h-(34) см,

h=3.15-0.03=3.42 м.

5. В первом приближении коэффициент скорости принимается равным (0.960.97).

=0.96.

6. С помощью формулы:

,

вычисляется рабочая ширина шлюза В.

7. Назначается количество пролетов шлюза n.

,

8. Уточняется рабочая ширина шлюза:

.

9. Назначается толщина промежуточных опор (быков). В первом приближении

10. Вычисляется строительная ширина шлюза:

.

Второе приближение

1. По формуле:

,

определяется критическая глубина.

2. По формулам вычисляются параметры и:

;

;

.

3. Согласно справочным данным, определяется значение относительно перепада восстановления. .

4. По формуле:

,

вычисляется перепад восстановления.

5. По формуле:

,

определяется глубина на пороге шлюза.

6. По формуле:

определяется коэффициент бокового сжатия и, согласно справочным данным, - коэффициент расхода m .

7. При известных значениях коэффициентов и m и произведения

*m=0.98*0.32=0.31, по справочным данным, определяется коэффициент скорости:

.

8. С помощью формулы вычисляется уточненное значение ширины шлюза:

9. Вычисляется в процентах расхождение между значениями рабочей ширины во втором и первом приближениях:

Третье приближение

1. По формуле:

,

определяется критическая глубина.

2. По формулам вычисляются параметры и:

;

;

.

3. Согласно справочным данным, определяется значение относительно перепада восстановления. .

4. По формуле:

,

вычисляется перепад восстановления.

5. По формуле:

,

определяется глубина на пороге шлюза.

6. По формуле:

определяется коэффициент бокового сжатия и, согласно справочным данным, - коэффициент расхода m .

7. При известных значениях коэффициентов и m и произведения

*m=0.978*0.32=0.31, по справочным данным, определяется коэффициент скорости:

.

8. С помощью формулы вычисляется уточненное значение ширины шлюза:

9. Вычисляется в процентах расхождение между значениями рабочей ширины во втором и первом приближениях:

Четвертое приближение

1. По формуле:

,

определяется критическая глубина.

2. По формулам вычисляются параметры и:

;

;

.

3. Согласно справочным данным, определяется значение относительно перепада восстановления. .

4. По формуле:

,

вычисляется перепад восстановления.

5. По формуле:

,

определяется глубина на пороге шлюза.

6. По формуле:

определяется коэффициент бокового сжатия и, согласно справочным данным, - коэффициент расхода m .

7. При известных значениях коэффициентов и m и произведения

*m=0.98*0.32=0.31, по справочным данным, определяется коэффициент скорости:

.

8. С помощью формулы вычисляется уточненное значение ширины шлюза:

9. Вычисляется в процентах расхождение между значениями рабочей ширины во втором и первом приближениях:

10. Вычисляется строительная ширина шлюза:

.



2.1.3 Расчет сопряжения бьефов шлюза-регулятора

Рисунок 3

Схема истечения из-под щита

а)свободное истечение

б)подтопленное истечение

При расчете сопряжения бьефов за гидротехническими сооружениями решаются задачи по определению режима сопряжения и наиболее невыгодного случая сопряжения и наиболее невыгодного случая сопряжения. На основании этого назначается конструкция, и определяются размеры гасителя энергии, исключающего подмыв сооружения и способствующий уменьшению длины крепления нижнего бьефа; назначается конструкция и определяется длина крепления нижнего бьефа.

Необходимостиь гасителя энергии устанавливается методом последовательных приближений.С этой целью задаются различными величинами поднятия затвора (а=0,1Н; 0,3 Н и т.д.).

По формуле определяются соответствующие им глубины в сжатом сечении.Расход вычисляем по формуле .Нормальную глубину h в нижнем бьефе,которая соответствует вычисленному расходу,можно определить по графику зависимости (рис. 1.2,график результатов расчета задачи 1.1)

Глубина h сопряжения с h,может быть вычислена по формуле:

q=

Определение режима сопряжения бьефов

a, м	а/H		h,м	Q, м/с	q, м /с	h, (м)	h,м	h,м	h- h,м	Режим сопряжения
0,352	0,1	0,615	0,216	23,02	1,43	-	1,32	1,6	-0,28	подтопленный
0,704	0,2	0,619	0,435	44,8	2,78	-	1,8	2,4	-0,6	затопленный
1,056	0,3	0,625	0,66	65,3	4,06	-	2,05	2,75	-0,7	затопленный
1,408	0,4	0,633	0,891	75,8	4,7	-	1,95	3,05	-1,1	затопленный

Наиболее неблагоприятной формой сопряжения бурного потока со спокойным является отогнанный прыжок. В целях сокращения длины участка крепление нижнего бьефа и, следовательно, удешевления стоимости сооружения, целесообразно сократить этот участок, устроив сопряжение - бьефов по типу затопленного прыжка.

2.2 Методы гашения энергии

Сопряжение бьефов по типу затопленного прыжка можно достигнуть путем создания на водобое усиленной шероховатости, либо устройством сооружений, позволяющих вблизи сжатого сечения увеличить глубину спокойного потока настолько, чтобы она оказалась больше сопряженной глубины с глубиной в сжатом сечении, т.е. обеспечить выполнение

условия . Это достигается таким образом:

1. устройством стенки, располагаемой перпендикулярно оси потока, которая называется водобойной стенкой;

2 углублением водобоя, которое называется водобойным колодцем;

3. устройством комбинированного сооружения, т.е. одновременно и водобойного колодца, и водобойной стенки.

Для ряда расходов воды, при которых прыжок отогнан, размер гасителя энергии рассчитывается для расхода, при котором имеет место максимальная разность:

Для нахождения величины соответствующих расчетных

значений: Q, ,целесообразно, на основании вычисленных данных

(табл. 2.1), построить графики двух функций Q=f() и =f(Q) (рис. 2.3) и с их помощью определить значения искомых величин.

График для определения максимальной разности и

соответствующих значений расчетного расхода Q, второй сопряженной

глубины и глубины в нижнем бьефе при расчете размеров гасителей

энергии.

=2,55м; =3,06м.



2.2.1 Расчет прорезной водобойной стенки

Рисунок 5

Схемы к гидравлическому расчету (а) и конструкции (б) прорезной водобойной стенки.

1. Назначается ряд высот водобойной стенки (С=0,1*,0,2* и т.д.).

2. По формуле определяем значение полного напора:

где =1,1 - коэффициент запаса; Н- напор перед стенкой относительно ее гребня.

3. Для каждой высоты стенки С вычисляется отношения и ,после чего определяются согласно рекомендациям коэффициент подтопления и коэффициент расхода m.

4. По формуле определяем пропускаемый расход воды:

С ,м	H,м	h,м	h/ H		H/С	m	Q
0,255	3,17	2,35	0,74	0,88	12,45	0,6	212,05
0,51	2,98	2,16	0,72	0,89	5,8	0,6	195,4
0,765	2,79	1,97	0,7	0,9	3,64	0,6	179,07
1,02	2,6	1,78	0,68	0,91	2,54	0,6	162,88
1,275	2,4	1,59	0,66	0,92	1,88	0,56	136,3
1,53	2,21	1,4	0,63	0,93	1,4	0,53	115,2
1,785	2,02	1,21	0,59	0,945	1,13	0,51	99
2,04	1,836	1,02	0,55	0,96	0,9	0,5	85
2,295	1,64	0,828	0,5	0,98	0,71	0,49	72,2
2,55	1,45	0,63	0,43	0,99	0,56	0,48	59,04
2,8	1,26	0,45	0,35	1	0,45	0,47	47,3

5. По данным табл. 2.2 строится графикС=f(Q) (hbc/2/5/)/ C его помощью для расчетного значения расхода Q,(из графика рис. 2.3) определяется соответствующая высота водобойной стенки С.

Q=50

С=2,7м

Определив высоту стенки, необходимую для затопления прыжка непосредственно за сооружением, следует проверить ,не будет ли прыжок отогнан за стенкой. Для этого:

1. Определяется сжатая глубина за водобойной стенкой:

Где =0,970,98 - Коэффициент скорости, Т- Удельная энергия потока перед стенкой, которая определяется по формуле:

2. Определяется - вторая сопряженная с h=3,06 м. глубина.

Здесь с некоторым запасом можно принять форму русла прямоугольной с шириной В=В=17,43 м.

q==

2.2.2 Расчет длины крепления за гасителем

Длина крепления в случае затопленного прыжка:

lp=ln+lnn

ln - длина прыжка

lnn - длина послепрыжкового участка

Длина прыжка может быть определена по формуле Павловского:

=2,5(1,9h-h)=2,5(1,9*3,06-0,18)=14,08

h'и h” - сопряженные глубины прыжка

Длина послепрыжкового участка - по формуле Чартоусова

м

Тогда: =49,28 м



2.3 Гидравлический расчет сопрягающих сооружений

1.Расчет входной части быстротока

Рисунок 6. Схема к гидравлическому расчету входной части и лотка быстротока.

Входная часть может быть устроена по типу водослива с порогом или практического профиля. При этом ширина лотка быстротока определяется из формулы пропускной способности незатопленного водослива.

м

Вn - ширина лотка

m =0,36 - коэффициент расхода водослива

Qсбр=0.5Qр=43 м3\с

Но - полный напор на входе (в верхнем бьефе)

м

ho = hn = 3,16(из задания 1.2)

ho и Vo - нормальная глубина и скорость равномерного движения в подводном канале

Vo = Qсбр /щ = 43/ 46,5 = 0,92 м/с

щ = (b+m·h) h = (10+2*3,16)*3,16 = 46,5 м2

b=10, m=1,5, h=3,16 - из задания 1.2

Определим нормальную глубину в лотке быстротока ho из ф-лы Шези.Для этого:

h=0,64 м

Вычислим критическую глубину на водоскате

2м

Сравним и , получим что:

0,5, 2,190,64,

hк =1,27>h>

тогда во входной части быстротока на изгибе дна устанавливается глубина hизг, равная критической глубине hк =1,27 м.водостока

?изг = (0,7ч0,8)·hк

?изг = 0,75·1,27 =0,95 м.

2. Расчет лотка быстротока

Этот расчет сводится к построению кривой свободной поверхности, типа 2-в

W=f (n;R)

n = 0,014; lb = 80 м; bn = 4,7 м

h, м	щ,м2	,м2	R,м	W,м/с	if	I'f	iо-i'f	Э,м		L,м
0,66	3,1	6,02	0,51	45,9	0,09	0,079	0,031	11,4	1,2	38,7
0,7	3,29	6,1	0,53	50,1	0,068			10,2
						0,06	0,05		2,1	42
0,8	3,76	6,3	0,59	50,54	0,051			8,1
						0,0385	0,0715		2,4	62,3
1	4,7	6,7	0,7	56,6	0,026			5,7
						0,023	0,087		0,6	6,89
1,1	5,11	6,9	0,74	58,68	0,02			5,1
						0,0175	0,0925		0,6	6,48
1,2	5,64	7,1	0,79	61,2	0,015			4,5

Lкр =Уl = 156.3м

По данным таблицы строится график h=f(l)

Т.к. Lкр< Lб - то быстроток называется длинным и в конце водоската устанавливается нормальная глубина hкон= hо

Следовательно, глубина потока в конце лотка:

hкон=0,99 м

3. Расчет входной части быстротока

Расчет сводится к определению размеров гасителя энергии

Уравнение прыжка в непризматическом русле прямоугольного сечения имеет вид:

Рисунок7.Схема к гидравлическому расчету водобойного колодца

b1 = bn = 4,7 м;

b2 = = 11 м ;

h' = hкон = 0,99 м;

Qсб = 0,5Qp =43 м3/с

Подбором определяется вторая сопряженная глубина h”

h” = 3.5 м

h”8hнб = hо= 3,16 м

h” = 3.5>?нб =3.16

Сопряжение по типу отогнанного гидравлического прыжка, для его затопления необходим гаситель энергии в виде водобойного колодца

Глубина колодца: , где =1,15 - коэффициент запаса

d=1,15*3,5-3,16=0,865 м

Длина водобойного колодца:

м

м



2.3.2Расчет многоступенчатого перепада колодезного типа.

Рисунок 8. Схема к гидравлическому расчету многоступенчатого перепада колодезного типа.

1.Расчет входной части.

Этот расчет выполняется аналогично, как расчет входной части быстротока.

Z=7.0 (м) - разница отметок дна верхнего и нижнего бьефов

В=4,7 (м)

2.Расчет сопрягающей части

Задаваясь числам ступеней N при ориентировочной их высоте

Р = (1,5ч5)hкр = 1,5·2,09 = 3,14 м

Р - Окончательная высота стенок падения

Определяется окончательная высота стенок падения:

т.к. водобойный колодец, то А=1

м

Определим длину каждой ступени

lcт = 0,7P +9,6hкр=0,7·2,78+9,6·2,19 =22м

Длина рисбермы: м.

3. Расчет водобоя

Расчет водобойных стенок на каждой ступени, а так же на выходе в нижний бьеф.

м

С - высота водобойной стенки на ступени.

При устройстве на выходе в нижний бьеф водобойного колодца его высота принимается, равной высоте стенки,т.е. d = C =1,21 м



Список литературы

1) Чугаев Р.Р. «Гидравлика» (техническая механика жидкости) издание М;Л; 1982-672с.

2) Справочник по гидравлике (под редакцией В.А. Большакова) 2-е издание 1984-384с.

3)СНиП 11-52-74 «Сооружения мелиоративных систем» Нормы проектирования, «Москва» Стройиздательство 1975 г.

Размещено на Allbest.ru

...