|
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙПодводящий канал Устройство подводящего канала необходимо для принятия вод, стекающих по склонам к логу, и подведения к трубе, мосту или быстротоку. Искусственные подходные русла должны обеспечивать пропуск всего расхода без их переполнения. Расчёт подводящего канала сводится к определению нормальной и критической глубины, критического уклона, анализа состояния потока, определению средней скорости и обоснованию укрепления русла. Кроме этого необходимо привести расчёт гидравлически наивыгоднейшего профиля канала. 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 [2,10]. Основная расчётная формула – формула Шези: , (2.1) где ω – площадь живого сечения, м2; С – коэффициент Шези, м0,5/с; R – гидравлический радиус, м; i0 – уклон канала. Для трапецеидального сечения (рис. 2.1) ω=(b+m·h)·h, (2.2) где h – глубина канала, м.
h m
b
Рис. 2.1. Для определения коэффициента Шези С может применятся формула Павловского: , (2.3) где y=f(n,R). Приближённо можно считать: При R<1,0 м у=1.5· , (2.4) При R>1.0 м y=1.3· . (2.5)
Гидравлический радиус в общем случае определяется по формуле: , (2.6)
где χ – смоченный периметр, м, и для трапецеидального русла может быть определён: (2.7) Важным показателем при расчёте является расходная характеристика (модуль расхода) К0, м3/с: (2.8)
Вычисление нормальной глубины буду производить графоаналитическим методом.
Расчёт 1) определю необходимую расходную характеристику, соответствующую нормальной глубине h01: 2) задаюсь числовыми значениями произвольно выбранных глубин и вычислю соответствующие расходные характеристики по формуле: K=ω·C· (2.9) Для удобства расчёт сведу в таблицу 2.1. Таблица 2.1. Расчёт расходных характеристик.
3) построю кривую К = f(h) по значениям глубин и соответствующих расходных характеристик. Масштаб для построения графика выбираю следующий: для оси глубин в 1см по вертикали вкладывается 0.2 м (1:20), для оси расходных характеристик масштаб произвольный (рис. 2.2).
Рис. 2.2
4) из графика видно что при числовом значении К=К01=158,76 м3/с, величина нормальной глубины принимает следующие значение h0=1,02 м.
В качестве второго метода определения нормальной глубины применю метод проф. Б.А. Бахметова. 1) задаю две произвольно выбранные глубины h1= 1 м, h2= 0.2 м и вычислю для этих глубин К1,К2. Из таблицы 2.1 К1=153,38 м3/с, К2=7,79 м3/с. 2) из соотношения: нахожу гидравлический показатель русла: ; если предположит что h2=h0 a K2=K0 то можно написать равенство: ; задам значения: h1= 0.2 м из таблицы 2.1 K1=7,79 м3/с. К0=К01=153,38 м3/с, X =3.7.
Определение критической глубины Критической глубиной hк называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения. Если задано поперечное сечение русла, а также расход Q0, то критическая глубина определяется из уравнения [2]: (2.10) где Э – удельная энергия сечения, м, определяемая по формуле: (2.11)
Для дорожно-мостового и аэродромного строительства при движении жидкости в каналах коэффициент Кориолиса принимают α =1.1 [2]. Дифференцируя выражение (2.11) по h из условия при глубине, равной критической, получаем уравнение критического состояния потока: (2.12)
Bk=b+2·m·hk (2.13) Bk
hk
b
Рис. 2.3 Для определения критической глубины буду использовать метод подбора. Расчёт 1) из уравнения критического состояния потока при заданном расходе Q0 определю числовое значение величины ; = м5. 2) задавая числовые значения произвольно выбранным глубинам, вычислю соответствующие значения . Для удобства расчёт сведу в таблицу 2.2. Таблица 2.2. Определение критической глубины.
3) построю кривую = f(h). Масштаб для построения графика приму следующий: для оси глубин – 1:20, для оси в один см вкладывается 1 м5 .
Рис. 2.4. График к определению hk.
Из графика видно что при =6,65 м5, h=hk= 0.85 м.
В качестве второго метода применю графический метод. 1) задавая числовые значения произвольно выбранным глубинам, вычислю значения удельной энергии. Для удобства расчёт сведу в таблицу 2.3.
Таблица 2.3. Определение значений удельной энергии.
2) построю кривую . Масштаб для построения графика приму следующий: для оси глубин – 1:20, для оси Э(h) в один см вкладывается 1м.
Рис. 2.5. График к определению hk.
3) из графика видно что минимальное значение удельной энергии достигается при h=hk= 0.85 м.
Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|