Материал: 1976

= h wА-Е / Σl А-Е = 25 | 900 = 0?0278.

Определяем расходные характеристики и диаметр труб на участках:

К2АВ = в / = 402 / 0,0278 = 57553; К АВ = 57553 = 240 л/с QВ = QВ + QС + QД + QЕ = 8 + 15 + 5 + 12 = 40 л/с

Значение диаметра участка АВ снимаем со спец. таблиц, d = 200 мм.

КВС = Q2 / = 322 / 0,0278 = 36900; КВС = 36900 = 192 л/с

QС = QС + QД + QЕ = 15 + 5 + 12 = 32 л/с

Значение диаметра участка ВС снимаем со специальных таблиц, d = 150мм.

В такой же последовательности выполняем расчеты для всех последующих участков водопроводной сети.

(Ответ: d = 200 мм; d = 150 мм; d = 100 мм и т. д.)

1.2.3. Равномерное движение жидкости в

открытых руслах

При изучении равномерного движения жидкости в открытых руслах в основе решения поставленных задач лежат: формула Шези и уравнение неразрывности движения. Равномерное движение часто встречается в инженерной практике. Не менее важно и то обстоятельство, что формулы расчета и характеристики равномерного движения используются и при расчете задач, стоящих при неравномерном движении. При выполнении необходимых решений нужно обратить внимание на условия существования равномерного движения (призматических русел,

постоянства расхода, шероховатости дна и откосов русла, продольного уклона) и характерные его особенности (постоянство скорости и глубины,

равенство пьезометрического, гидравлического и геометрического уклонов).

Важное место при инженерных расчетах занимает и определение характерных скоростей: неразмывающей и незаиливающей. Скорости не

выходящие за пределы допускаемых, обеспечивают сохранность русла от размыва и заиления. Кроме того при инженерных расчетах при равномерном движении жидкости главным условием является определение :

расходов воды, уклонов дна каналов, величины наполнения и скорости,

функциональной зависимости расходов воды в канале от глубины.

Пример 1.

Определить расход воды Q м3 / с и скорость V м / с, если: i = 0?0002; m = 1,5; bос = 10 м; h = 3,5 м; = 1,3.

Решение:

Q = w V ;

Пример 2.

Канал трапецеидального сечения имеет следующие размеры: b = 3 м; h = 1 м; m = 1; = 0,85 пропускает расход Q = 2 м3 / с . Определить уклон дна – i - ?

Решение:

w = b h + m h2 = 3 * 1 + 1 * 12 = 4 м2

= b + 2 h 1 + m2 = 3 + 2 * 1 1 + 12 = 6,4 м

V = Q / w = 2 / 4 = 0,5 м/с;

i = V2 / С2 R = 0,52 / 422 * 0,63 = 0,00023

(Ответ: i = 0,00023)

Пример 3.

При каком наполнении h и при какой скорости V земляной канал трапецеидального сечения пропускает расход Q = 40 м3 / с. Канал имеет следующие размеры: : b = 10 м; i = 0,0003; m = 1,5; = 1,3.

Решение: Задаваясь теоретическими различными глубинами вычисляем соответствующие расходы и полученные результаты сводим в специальную таблицу, в которой отображается функциональная зависимость расхода от глубины воды в канале (табл. 1).

Согласно табличного материала строится график зависимости расходов от глубины воды в канале. График служит для определения по заданному расходу глубину воды в канале и наоборот, зная глубину воды определяем расход.

1.2.4. Водосливы

Водослив – очень широко распространенное водопропускное сооружения или, по другому, препятствие на пути водного потока, через которое переливается вода. Основными характеристиками водослива являются: расход и напор (статический и гидродинамический),

коэффициенты скорости, коэффициенты бокового сжатия и расходы.

Работа водосливов зависит от их формы и горизонта нижнего бьефа,

поэтому основное внимание при расчетах нужно уделять роли конструкций и гидравлического явления в работе водослива. Конструктивно водосливы делятся на водосливы с тонкой стенкой, широким порогом и практического профиля. Понятия эти относительные.

Если поток, переливаясь через верхнюю грань водослива, больше нигде не касается его горизонтального порога, то такой водослив называется водосливом с тонкой стенкой. Если на горизонтальном пороге есть сечения с плавно изменяющимися движениями, то такой водослив называется с широким порогом. Все промежуточные случаи относятся к водосливам практического профиля.

В гидравлическом отношении водосливы могут быть свободными и подтопленными. Работа свободного водослива определяется только сопротивлением входного участка. Работа подтопленного водослива зависит сопротивления от входа и нижнего бьефа.

Подтопление водослива происходит при одновременном выполнении двух условий:

-горизонт нижнего бьефа должен быть выше отметки порога водослива;

-в сжатом сечении за водосливом или на пороге водослива образуется затопленный прыжок.

Пример 1.

Рассчитать ширину отверстия однопролетной водосливной плотины для пропуска Q = 1000 м3 / с, если: высота плотины над дном верхнего бьефа Рв = 16,0 м, над дном нижнего бьефа Рн = 18,0 м. Глубина воды в верхнем бьефе hв = 18 м, в нижнем бьефе hн = 6.0 м, m = 0,48. Сжатие струи и скорость подхода не учитывать.

Решение: hн Рн – значит водослив не затопленный.

Напор на водосливе Н = hв - Рв = 18 – 16 = 2 м

в = Q / m 2g Н3/2 = 1000/0,48 2 * 9,81 * 23/2= 166 м

(Ответ: в = 166 м)

Пример 2.

Определить ежесекундный расход волы через водослив шириной в =

1,8 м, высотой Р = 0,8 м с напором над гребнем водослива Н = 0,4 м и

m= (0,405 + 0,003 / Н ) 1 + 0,55 * Н2 / (Н + Р)2 =

=(0,405 + 0,003 / 0,4) ) 1 + 0,55 * 0,42 /(0,4 + 0,8)2= 0,438

(Ответ: Q = 0,85 м3 / с)

Пример 3.

Через водослив с широким порогом высотой Р = 0,8 м, шириной в = 1,4 м требуется пропустить Q = 0,8 м3/с воды. Каким должен быть напор над гребнем водослива и как изменится этот напор при пропуске двойного расхода воды Q2 = 1,6 м3/с ?

Решение:

Для решения поставленной задачи задаемся различными значениями