для студентов заочного обучения по специальности ПО

Контрольная работа по гидравлике сооружений

Задача 1. Канал трапецеидального сечения (рис.1.1) проектируется при известном нормальном расходе Q, уклоне дна i, грунте (табл. 1.1). Форсированный расход определяется через коэффициент форсировки Qф = к_фQ (табл. 1.2). Расчет ведется при равномерном движении в канале.

Определить:

1. По справочнику коэффициент шероховатости русла и коэффициент заложения откосов m.

2. Размеры живого сечения (b, h₀) при Q по дополнительным условиям, приведенным в табл. 1.2.

3. Нормальную глубину h_оф при Q_ф в случае если кф > 1.

4. Среднюю скорость в сечении при Q и Qф и проверить возможность размыва.

Расчеты выполнить для одного из вариантов по данным, приведенным в табл. 1.1 и 1.2

Задача 2. В конце канала, рассчитанного в задаче 1, поставлено сооружение, которое нарушает равномерное движение. При этом устанавливается конечная глубина h_кон (табл.2.1) и формируется кривая подпора (рис.1.1) или спада (рис.2.2).

Рис2.1 Расчетная схема (кривая подпора)

Рис2.2 Расчетная схема (кривая спада)

Определить:

1. Критическую глубину h_кр в канале при расходе Q.

2. Сравнивая h0, h_кр, h_кон, выяснить зону формирования кривой свободной поверхности (привести расчетную схему), с помощью дифференциального уравнения неравномерного движения определить вид кривой и назначить начальную глубину.

3. Задаваясь количеством участков N = 3 - 5 и шагом глубин h = , определить координаты и длину кривой свободной поверхности по способу Б.А. Бахметева.

4. Построить на миллиметровке в масштабе продольный разрез по оси канала с указанием координат свободной поверхности линий нормальных и критических глубин.

Расчеты выполнить для одного из вариантов по данным задачи 1 и конечной глубине h_кон, приведенной в табл. 2.1

Задача 3. В канале с коэффициентом откоса m и шириной по дну b при расходе Q возникает гидравлический прыжок с первой сопряженной глубиной h`

Рис.3.1 Гидравлический прыжок

Определить:

1. Вид прыжка (совершенный или несовершенный).

2. Построить график прыжковой функции по уравнению П(h) = , задаваясь несколькими глубинами h<hкр, h=hк р и h>hкр, и определить по графику вторую сопряженную глубину h``.

3. Для канала прямоугольного поперечного сечения (m = 0) значение глубины h`` получить также по формуле.

4. Длину прыжка.

Расчет выполнить для одного из вариантов, приведенных в табл.3.1 и 3.2.

Указание

1.Глубину погружения центра тяжести трапеции

.

2. Принять коэффициент количества движения a = 1.

3. Длина прыжка в трапецеидальном русле может быть получена по приближенной формуле

,

где В1 и В2 - ширины по урезу воды соответственно до и после прыжка.

Задача 4. При входе в трапецеидальный канал проектируется регулятор, работающий как прямоугольный водослив с широким порогом (рис.4.1) Высота водослива Р. При пропуске расчетного расхода Q глубина воды в канале перед водосливом равна hк, за водосливом - hб.

Числовые данные указаны в табл. 4.1 и 4.2.

Рис.4.1 Водослив с широким порогом

Определить ширину водослива b.

Задача 5. Водосливная плотина практического профиля криволинейного очертания, показанная на рис.5, имеет n одинаковых пролетов с затворами на гребне водослива, поддерживающими НПУ (нормальный подпорный уровень). Ширина одного пролета b. За профилирующий принимается напор при НПУ. Скорость подхода к водосливу?0.

Рис.5.1 Водосливная плотина

Определить:

1. Отметку гребня водослива и его высоту из условия пропуска через открытые пролеты расчетного расхода Q при НПУ и заданной отметке уровня нижнего бьефа УНБ1.

2. Расход Qф через плотину при форсированном подпорном уровне ФПУ (затворы открытые) и уровне воды в нижнем бьефе УНБ2.

Расчеты выполнить для одного из вариантов по данным, приведенным в табл.5.1 и 5.2.

Указание:

При расчетах следует учитывать боковое сжатие, выбрав форму быков в плане.

Задача 6. В нижнем бьефе за водосливом, рассчитанным в задаче 5, водобойная часть проектируется прямоугольной с постоянной шириной b = nb + (n - 1)t, где толщина быков t = 2 м.

Определить:

1. Характер сопряжения потоков в нижнем бьефе водослива при Q и данных из задачи 5.

2. В случае необходимости рассчитать гаситель энергии по типу водобойной стенки для обеспечения сопряжения с надвинутым прыжком.

3. Вычертить в масштабе на миллиметровке разрез по оси водослива с гасителем энергии в нижнем бьефе, показать свободную поверхность воды и размеры гасителя.

Поиск по сайту: