Розрахунок русел при відомій глибині або середній в перерізі швидкості протікання потоку
При рівномірному русі потоку у відкритому руслі середня в перерізі швидкість
, (1.34)
де і – ухил дна русла; W – швидкісна характеристика.
З урахуванням формули Н.Н. Павловського
, (1.35)
де n – коефіцієнт шорсткості, значення якого наведені у додатку 40; z – показник степеня, рівний z = у+0,5. При значеннях у, які знаходимо за формулою Н.Н. Павловського,
.
Значення швидкісної характеристики W наведені в додатку 41.
Приклад 1.5.1. Визначити середню швидкість потоку і його витрату в каналі, якщо відомі:
ухил дна канала і = 0,0025, ширина русла по дну в = 0,8 м, коефіцієнт закладення відкосів m = 1,5, коефіцієнт шорсткості n = 0,011, глибина рівномірного руху потоку h0 = 0.38 м;
Розв’язання:
1) ;
2) ;
3) ;
4) за додатком 41 W = 37.0 м/с;
5) ;
6) .
Відповідь:
Приклад 1.5.2. Визначити середню швидкість і витрату потоку, якщо:
а) у водостічній забрудненій трубі круглого поперечного перерізу, радіусом z = 0,6 м при ухилі дна і = 0,0004 рівномірний рух потоку при глибині h0 = 0,67 м;
б) тунель коритоподібного поперечного перерізу облицьований тесаним каменем (у середніх умовах), z = 1,1 м; і = ; h0 = м.
Розв’язання:
1) ;
2) за додатком 27, F1 = 1,81; R1 = 0,535;
3) = 1,81 ·0,62 = 0,65 м2;
4) = 0,535·0,6 = 0,32 м;
5)за додатком 40 n = 0,014;
6) за додатком 41 W = 33,1 м/с;
|
|
7) V =33,1 =0,66 м/с;
8) = 0,65·0,66 = 0,43 м3/с.
Відповідь: б) V = 5,34 м/с, Q = 52,2 м3/с.
1.6. Задачі для розв`язання
1.6.1. Трикутний лоток з кутом при вершині 90°, виконаний з бетонних озалізнених плит, відводить воду від насоса, який відкачує ґрунтову воду з траншеї. Визначити притік ґрунтової води на 1 м траншеї, якщо її довжина l = м, наповнення лотка h = м, ухил лотка і = .
Вказівки: використовувати формулу (1.25), (1.21), додаток 37, (1.22) Притік на 1м траншеї g = Q · 3600/15.
Відповідь: g = м3/год.
1.6.2. Велика рівнинна ріка, русло якої сформовано з дрібного гравію і крупного піску, має відносно рівномірну течію. Ширина ріки в = 200 м, середня глибина на ділянці h = м, ухил водної поверхні і = .
Визначити середню швидкість течії і витрату води
Відповідь: Q = м3/с.
Вказівки: коефіцієнт Шезі за формулою (1.33).
1.6.3. Визначити витрату води в річці шириною в = 320 м, середній глибині h = м, з ухилом вільної поверхні ріки і = . Русло шете, грунт ложа – середній пісок.
Вказівки: додаток 34, формула (1.33).
Відповідь: Q = м3/с.
1.6.4. По металевому лотку прямокутного перерізу шириною в = м скидають нафту. Поздовжній ухил лотка і = . Визначити, яку витрату пропустить лоток при глибині h = м. Кінематична в`язкість нафти V= 1см2 /с = 1·10-4 м2 /с.
|
|
Відповідь: Q = м3 /с.
1.6.5. Визначити, чи буде розмиватися трикутний водостічний лоток автомобільної дороги, брукований булижником, якщо закладення відкосів m1 = 0.5 і m2 = ; глибина води h = м, ухил лотка і = (Рис.1.8).
Рис. 1.8
Вказівки: формули (1.15), додаток 39, додаток 43.
Відповідь:
1.6.6. Визначити ухил водостічного колектора прямокутного перерізу шириною в = м, який забезпечує при глибині h = м витрату Q = м3 /с. Колектор виконаний із збірного залізобетону.
Вказівки: формули (1.12), (1.13), додаток 39.
Відповідь:і = .
1.6.7. Визначити гідравлічний ухил металевого лотка прямокутного перерізу шириною в = м, глибина наповнення h = м, пропускають нафту, в`язкість якої V = 0,00025 м2 /с при температурі 10°С. Витрата нафти Q = 2 м3/с.
Вказівки: додаток 37.
Відповідь: і = .
1.6.8. Визначити, який ухил треба надати дну каналу, якщо:
а) в = 0; m1= 1,5, m2= 2,0; n = ; Q = м3 /с, h0 = м;
б) в = ; m = 0; бетонування в середніх умовах; Q = м3 /с; h = м;
в) в = ; m = , канал вкритий товстим мулистим шаром, Q = 2,19 м3/с, h0 =
Відповідь: а) і = ; б) і = ; в) і = .
1.6.9. Визначити витрату води в каналі трапецеїдального поперечного перерізу (рис.1.9). Ширина каналу по дну в = м, глибина води h = м, коефіцієнт відкосів m = . Поздовжній ухил каналу і0 = . Дно і відкоси каналу укріплені грубою цегляною кладкою.
|
|
Відповідь: Q = м3 /с.
Рис. 1.9.
1.6.10. Визначити, який ухил необхідно надати лотку прямокутного перерізу, щоб він міг пропустити витрату води Q = 2 м3 /с.
Ширина лотка в = м. Глибина води h = м. Дно і стіни лотка вкриті струганими дошками.
Відповідь: і0 = .
1.6.11. Визначити швидкість руху води в каналі трикутного перерізу. Глибина води h = м; коефіцієнт закладення відкосів m = . Поздовжній ухил дна і0 = . Відкоси закріплені товстою кладкою.
Відповідь:
1.6.12. Визначити глибину рівномірного руху і ухил, який треба надати трубі овоїдального поперечного перерізу радіусу z =1,5 м, облицьованій гарною цегляною кладкою, якщо вона повинна пропускати витрату Q = 11.8 м3 /с, з середньою швидкістю V = м/с.
Відповідь: і = .
1.6.13. Визначити ширину русла по дну і ухил, який необхідно надати дну каналу, щоб швидкість протікання потоку була рівномірною допустимої нерозмиваючій середній швидкості, якщо задані:
а) Q = 3,9 м3 /с; m = ; h = м; русло одержане плазом на малозв`язаній основі;
б) Q = м3 /с; m = 0; облицьоване – бетонування в середніх умовах; h = ;
в) Q = м3 /с; m1 =1,0; m2 =1,5; грунт стабілізований бітумом; h = м.
Відповідь: а) б) в) .
|
|
1.6.14. Визначити необхідний радіус перерізу і ухил, який треба надати дну тунелю:
а) круглого перерізу з добрим монолітним бетонуванням, щоб при витраті Q = 592 м3/с і відносній глибині наповнення D = 1,7, середня швидкість потоку v = 19 м3/с;
б) овоїдальний поперечний переріз з доброї бутової кладки середніх порід при Q = 53,0 м3 /с; D = 2,8; v = 8,3 м/с;
Розв’язання:
1) за додатком 64 n = 0,012;
2) ;
3) за додатком 27 R1= 0.606;
4) ;
5) ;
6) ;
7) за додатком 41 W = 129 м/с;
8) .
Відповідь:
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 138; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!