Материал: 2441

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Приложение 6

Пример оформления и вычисления гидравлических характеристик комплекса водоотводных сооружений при выполнении самостоятельной (курсовой) работы

 

1. Исходные данные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СибАДИ

 

Выполнить гидравлический расчет водоотводных сооружений по ис-

ходным данным, пр веденным в табл. П.6.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица П.6.1 – Исходные данные по варианту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

 

 

 

Обозначения величин

 

 

 

 

 

варианта

 

Q0, м3

b, м

 

i0

 

i0

2

i0

3

l, м

m

n

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

4,0

2,0

 

0,001

 

0,07

0,005

30

1,5

0,0270

 

 

Быстроток гас

тель энергии:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- прямоугольной формы (m = 0);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- матер

ал стенок –

етон (коэффициент шероховатости по бетону

n =0,014).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Гидравлический расчёт подводящего канала.

Расчет подводящего канала сводится к определению нормальной и критической глубин, критического уклона, геометрических характеристик гидравлически наивыгоднейшего профиля, средней скорости потока. По результатам расчета требуется сделать выводы о состоянии потока и необ-

ходимости дополнительного укрепления дна откосов канала.

2.1. Определение нормальной глубины.

Нормальная глубина h0 – это такая глубина, которая при заданном расходе установилась бы в русле, если в этом русле движение было бы

равномерным.

Для определения нормальной глубины воспользуемся графоаналити-

ческим методом:

71

Продолжение прил. 6

1. По формуле (8) определяем необходимую расходную характери-

стику, соответствующую нормальной глубине h0 :

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

K0

 

4,0

 

126,49 м3/с.

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0,001

 

 

Си3 бАДИ

2. Для вычисления коэффициента Шези С определяем числовое зна-

чение показателя степени y: т.к. гидравлический радиус R < 1,0 м, то по

формуле (4)

y 1,5

0,0270

0,25; для R > 1,0 м y 1,3

0,0270

0,22.

3. Задаваясь ч

словыми значениями глубин, вычисляем соответ-

ствующ е

м расходные характеристики, используя формулы (2), (3), (6),

(7), (9). Расчёт сведем в та л. П.6.2.

Таблица П.6.2 – Расчёт расходных характеристик для трапецеидального участка водоотвода

Расчётная формула

Ед.

Назначаемые и определяемые величины

 

зм.

h1

h2

h3

h4

h5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

3

4

5

6

7

h

 

 

 

 

 

м

 

0,2

0,5

0,8

1,1

1,4

(b m h) h

м2

0,46

1,375

2,56

4,015

5,74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b 2 h

1 m2

 

 

м

 

2,72

3,80

4,88

5,97

7,05

R

 

 

 

 

 

 

м

 

0,17

0,36

0,52

0,67

0,81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

y

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

C

 

 

R

 

 

 

м

 

23,90

28,82

31,59

33,59

35,21

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K C

R

 

 

м3

4,52

23,83

58,54

110,64

182,39

4. Строим график К = f(h) (рис. П.6.1) по значениям глубин соот-

ветствующих им расходных характеристик (см. табл. П.6.2).

На построенном графике откладываем числовое значение

K01 126,49м /с, поднимаем вертикаль до пересечения с кривой и слева с

оси глубин снимаем числовое значение, соответствующее нормальной глубине (см. рис. П.6.1).

72

Продолжение прил. 6

Принимаем h01 =1,17 м.

Второй метод определения нормальной глубины – самостоятельно.

С

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

м , h

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина

бА

 

 

Расходная характеристика, м3

 

 

Рисунок П.6.1 –

График зависимости К = f(h)

 

 

 

 

Д

 

2.2. Определение критической глубины.

 

 

Критической глубиной hк называется глубина, отвечающая миниму-

му удельной энергии сечения.

 

 

 

 

 

 

Для определения критической глубины воспользуемся методом

подбора:

 

 

 

 

 

 

1. Определяем числовое значение левой части уравнения (12):

 

 

Q2

1,1 4,0

2

5

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,79 м

.

 

 

g

 

 

 

 

9,81

 

И

2. Задаваясь числовыми значениями глубин, вычисляем соответст-

вующие им значения величин 3 .

B

Расчёт сведём в табл. П.6.3.

73

Продолжение прил. 6

Таблица П.6.3 – Расчёт величины ω3/B для трапецеидальных участков водоотвода

 

h, м

 

 

(b m h) h, м2

 

B b 2 m h, м

 

ω3/B, м5

 

 

1

 

 

2

 

3

 

 

4

 

 

0,4

 

 

1,04

 

3,2

 

 

0,35

 

С

 

1,375

 

3,5

 

 

0,74

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

1,74

 

3,8

 

 

1,39

 

0,7

 

 

2,135

 

4,1

 

 

2,37

 

0,8

 

 

2,56

 

4,4

 

 

3,81

 

 

и

 

 

 

 

 

 

3. тро м граф к ω3/B=f(h) (рис. П.6.2).

 

 

 

Глубина h, м

бА

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

3/В, м5

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок П.6.2 – График зависимости ω3/B=f(h)

 

 

 

4. На построенном графике (см. рис. П.6.2) по оси

3

на основа-

 

 

B

нии уравнения критического состояния потока откладываем числовое

74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение прил. 6

 

 

 

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значение величины

 

0

 

, поднимаем вертикаль до пересечения с

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кривой

3

= f (h) и с оси глубин снимаем числовое значение критиче-

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ской глубины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пр н маем hк

= 0,64 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй метод определения критической глубины – самостоятельно.

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Определен е кр тического уклона.

 

 

Кр т ческ м уклоном iк

 

называется такой уклон, при котором за-

данный расход Q0

 

 

 

 

 

по каналу в условиях равномерного движения

проходит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

с глубиной, равной

hк .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения критического уклона на подводящем канале опре-

делим значения ω, С, R и χ для критической глубины hк = 0,64 м по фор-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

мулам (2), (3), (6), (7).

 

 

 

 

 

 

Д

Площадь живого сечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

.

 

 

 

 

 

(2,0 1,5 0,64) 0,64 1,90м

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смоченный периметр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

2,0 2 0,64

1 1,52 4,31 м.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидравлический радиус

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

1,90

 

0,44м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

4,31

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Коэффициент Шези

 

1

 

 

0,441,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30,26м0,5/с.

 

 

 

 

Ск

 

 

0,025

 

 

 

 

0,027

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Критический уклон вычисляем по формуле (15)

75