Материал: 4507
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|||
h02 h0min 0,25 h0max ho min , |
|
(14) |
||||||||||||||||
где h0max |
и h0min |
|
- |
нормальные глубины при Qmax и Qmin |
||||||||||||||
соответственно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Обозначая |
M m |
2g |
, |
для |
|
|
|
неподтопленного трапецеидального |
||||||||||
водослива с боковым сжатием имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Q M b |
|
H 3/ 2 |
, (15) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
o |
|
|
||
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bср |
|
|
|
|
Q |
|
. |
(16) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
M H |
3/ 2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o |
|
|
|
Тогда при принятых Q1 |
и Q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
bср1 b 0,8ctg H1 |
|
|
|
Q1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
||||||||
M H013/ 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(17) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
b |
b 0,8ctg H |
2 |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ср2 |
|
|
|
|
|
|
|
3/ 2 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
M H02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Равномерное движение при расходах Q1 и Q2 будет сохранено при выполнении условия
H1 pвх h01;
(18)
H2 pвх h02.
где pвх - высота порога на входе (если pвх 0 ); H - напор над порогом.
Из (18) определяются H1 и H2 при назначенных h01 и h02 .
Следовательно, из (17) определяются ширина по дну щели водослива
b H1bср2 H2bср1 (19)
H1 H2
и коэффициент откоса
12
|
|
|
ctg 1,25 |
bср1 bср2 |
|
(20) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н Н |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
В формулах (19) и (20) скоростной напор в канале на подходе к |
||||||||||||||||
водосливу не учитывается, т.е. H1 H01 |
и H2 H02 . |
|
|
|
||||||||||||
Для щелевых водосливов практического профиля коэффициент расхода |
||||||||||||||||
по Е. А. Замарину принимается в зависимости от напора H (табл.1). |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
H , м |
m |
|
M , м0,5/с |
|
H , м |
|
|
m |
|
M , м0,5/с |
||||||
<1,0 |
0,474 |
|
2,10 |
|
|
|
|
2 |
|
|
0,496 |
|
2,20 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Коэффициент бокового |
|
сжатия |
принимают обычно |
равным |
||||||||||||
приблизительно 0,9-0,95 без учета бокового сжатия =1. |
|
|
|
|||||||||||||
Количество щелей определяется по зависимости |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
nщ |
|
|
bк |
|
|
, |
|
(21) |
|
|
|
|||
|
|
1,25 |
1,5 h0max |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где bк - ширина подводящего канала. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Таким образом, сначала определяем глубины h01 |
и ho2 |
затем |
||||||||||||||
соответствующие им |
расходы |
Q1 |
и Q2 . |
Найдя |
требуемое |
число |
щелей |
|||||||||
водослива, округляем nщ и находим приходящиеся на одну щель значения
Q1щ и Q2щ .
Затем расчет ведем по формулам (17) - (20), подставляя вместо Q1 Q1щ и
вместо Q2 Q2щ .
В конце расчета целесообразно построить кривые Q f ho для канала и Q f H для водослива, а затем проанализировать, какие условия работы подводящего канала получены.
Выходная часть. Для расчета ступени и сопряжения за одноступенчатым
13
|
|
|
|
|
. При прямоугольном |
||
перепадом необходимо знать характерные глубины hc , hc |
|||||||
поперечном сечении |
эти глубины определяются |
с |
|
|
помощью функции |
||
Ф |
с |
q / E3/ 2 для чего вычисляется E p H |
o |
, где высота стенки |
|||
|
o |
o |
|
|
|||
падения p включает и высоту порога на входе pвх , если он имеется.
По рекомендации Ю. С. Алексеева для перепадов без входного порога и бокового сжатия коэффициент скорости может быть принят по графику рис.
4 в зависимости от отношения hкр / p , для перепадов с порогом на входе и боковом сжатии коэффициент скорости принимается по графикам рис. 5,а,б.
При боковом сжатии коэффициент зависит от комплекса
Hob / pbср ( bср - средняя ширина подводящего русла).
Сопряжение с потоком в отводящем русле обычно проектируется в виде надвинутого гидравлического прыжка, если поток в нижнем бьефе находится в
|
|
спокойном состоянии, а прыжок отогнан ( hc ho ). |
|
Для создания надвинутого прыжка могут быть применены водобойный |
|
колодец, водобойная стенка или комбинированный водобойный колодец. |
|
При бурном состоянии потока в отводящем русле будет кривая подпора, |
|
|
|
если hc |
hб , или кривая спада, если hc hб . |
Многоступенчатые перепады. Число ступеней многоступенчатого перепада N определяется на основе технико-экономических расчетов.
Входная часть многоступенчатых перепадов рассчитывается так же, как и входная часть одноступенчатых перепадов.
14
Рисунок 4-коэффициент скорости без Рисунок 5- коэффициент скорости |
|
входного порога и бокового сжатия |
с порогом на входе и бокового |
|
|
|
сжатия |
Ширина перепада обычно постоянная как на входе, так и на всех ступенях. Входная часть рассчитывается с учетом бокового сжатия (если оно имеется). Перепады могут иметь горизонтальные ступени, ступени с прямым
( i 0 ) или обратным (i 0) уклоном.
15
Рисунок 6 – Схема гидравлического перепада без водобойных стенок
Рассмотрим перепады с горизонтальными ступенями, в частности перепады без водобойных стенок, устраиваемых в концах ступеней (рис.6).
При падении на ступени в сжатом сечении образуется глубина hc hкр ,
при этом Пк.с 1. С увеличением глубин (кривая подпора co ) удельная энергия сечения Э будет уменьшаться и даже может рассеяться до минимального значения при глубине в сечении 1-1, равной hкр . Такая схема может наблюдаться при определенной длине ступени (рис.6,а), равной
lст.кр lпад l2кр l1 1 , (22)