Материал: 2441

Q n 0,6

Продолжение прил. 3

h

.

(П.3.4)

0

b

i

Пример вычисления. Дано: расход Q = 24 м3/с, ширина канала понизу

С

уклон дна канала i = 0,0004,

b = 25 м, коэффициент шероховатости n = 0,025,

русло прямоугольное. Необходимо определить нормальную глубину h0.

Решение. При значительной ширине канала для определения нормальной

глубины воспользуемся рекомендацией Маннинга (П.3.4):

24 0,025

0,6

0,6

ширины

h

1,2

1,12м.

0

25 0,0004

Требуется провер ть правильность использования формулы. Для этого

определяется соотношен е

и глубины канала:

b : h = 25 : 1,12 = 23,4.

глубины

b ˃ 20h.

Вывод: для расчета нормальной глубины выбрана правильная формула.

2.Способ Н.Н. Павловского.

А

Для определен я нормальной

канала необходимо воспользовать-

ся номограммой, представленной на рис. П. 3.1 из работы [9], которая связывает

между собой расходную характеристику, ширину канала по дну, коэффициент

откоса и глубину канала.

При заданном расходе Q, уклоне дна канала i и ширине канала понизу b

определить нормальную глубину h можно, используя следующий порядок расчё-

та:

а) вычисляется требуемая расходная характеристика

K0

Q

;

(П.3.5)

i

И

б) значение нормальной глубины канала h0 прямым чтением снимается с

номограммы Н.Н. Павловского для предварительноДвычисленной расходной ха-

рактеристики К0 и заданной ширины канала b (рис. П. 3.1).

Пример вычисления. Дано: расход Q = 20 м3/с, ширина канала понизу

b = 10 м, коэффициент шероховатости n = 0,02. Требуется определить нормаль-

ную глубину h0.

Решение. По формуле (П.3.5) вычисляется требуемая расходная характе-

ристика:

20

K0

1000м3/с.

0,004

С

дельного канала равен единице (n = 1).

Расчет выполняется в следующей последовательности:

а) вычисляется расходная характеристика для модельного канала по

формуле

и

Kмод

Q n

,

(П.3.6)

i b2,67

где Q, n, i b – заданные расход воды в канале, шероховатость поверхности дна

и откосов канала, уклон дна канала и ширина канала понизу;

бА

Д

И

по горизонтальной оси величину расходной характеристики Кмод

и поднимая

вертикаль до пересечения с кривой номограммы, соответствующей заданному

коэффициенту откоса m;

в) искомая нормальная глубина проектируемого канала h0 вычисляется из

условия геометр ческого подобия по формуле

h0 hмод b.

(П.3.7)

Пр мер выч слен я. Дано: расход Q = 20 м3/с, ширина канала понизу

С

откоса m = 1, коэффициент шероховатости

b = 5 м, уклон i = 0,004,

коэффициент

дельного канала

20 0,025

Kмод

0,34

3

2,67

м /с.

0,004 5

Тогда нормальная глу ина канала h0 0,5 5 2,5м.

4.Метод подбора.

Д

Задаваясь значениями глубин h, последовательно вычисляют площадь жи-

вого сечениябА, смоченный периметр , гидравлический радиус R, коэффициент

Шези C.

Далее определяют расходную характеристику K и расход Q, соответст-

вующие заданным глубинам по формулам

И

K C

R ;

(П.3.8)

где i0 – заданный уклон дна.

Q K i0 ,

(П.3.9)

Q f (h)

По полученным данным строят

график зависимости

С

и

бА

Рис. П.3.3. График зависимости глубины в трапецеидальном

канале (канаве) от расхода жидкости

5.Метод Б.А. Бахметева.

Д

Данный метод основан на применении показательного закона

2

x

K1

h1

(П.3.10)

K

2

h

,

2

где h1, h2 – произвольные глубины, м; К1, К2

– расходные характеристики, соот-

И

ветствующие глубинам h1 и h2, м3/с; х – гидравлический показатель русла, харак-

теризующий поперечное сечение русла,

x 2 lgK1

lgK2 .

(П.3.11)

lgh1 lgh2

Согласно выражению (П.3.10) квадрат отношения расходных харак-

теристик равен отношению соответствующих глубин в степени x.

Принимая h2 в формуле (П.3.10) за нормальную, выражение для определе-

ния искомой нормальной глубины примет вид

2

K0

x

(П.3.12)

K

h0 h1

.

1