Неравномерное движение в открытых руслах
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 | ω м | χ 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 χ, ω, R вычисляются по формулам ω 
=(b+m h ) h ,
χ =b+2 h 
, R= ω / χ .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 
.
|
|
|
Гидравлический расчет сооружений.
Расчет шлюза- регулятора на магистральном канале.
Определение 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 -(3 
4) см,
h=3.15-0.03=3.42 м.
5. В первом приближении коэффициент скорости 
принимается равным (0.96 0.97).
=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:
.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 127; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!