|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Определение скорости течения в каналеИсходные данные
Вариант № 1/0
ü - расход, м3/с =5,7 - ширина канала по низу, м = 2,3 - уклон подводящего канала =0,001 - уклон быстротока =0,20 - уклон отводящего канала =0,0020 - длина быстротока, м =35 - высота перепада, м =2,5 - коэффициент заложения откоса канала =1,5 - коэффициент шероховатости стенок канала =0,0200
ü быстроток, перепад и гаситель энергии – прямоугольной формы материал стенок – бетон (n = 0,014)
ü длина каналов не ограничена [1].
Гидравлический расчет водопроводящих сооружений Подводящий 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. Расчет подводящего канала сводится к определению нормальной и критической глубины, критического уклона, анализа состояния потока, определению средней скорости и обоснованию укрепления русла. Кроме этого производиться расчет гидравлически наивыгоднейшего профиля канала. Все величины определяются двумя методами, для проверки правильности [1].
Нормальная глубина - это такая глубина, которая при заданном расходе установилась бы в русле, если в этом русле движение было бы равномерным. Основная расчетная формула – формула Шези:[1]. , где (2.1) -площадь живого сечения, м2; C – коэффициент Шези, м0,5/с; R – гидравлический радиус, м; - уклон канала.
Для трапецеидального сечения (рис.1): , (2.2) где h –глубина канала, м.
рис.1 Поперечное сечение подводящего канала.
Категория грунта ( = 1,5)– гравелистые и песчано-гравелистые грунты. Характеристика поверхности ( = 0,0200) – каналы в плотном гравии, плотной земле, затянутые илистой пленкой.
Таблица 1. Определение расходных характеристик
Приближенно по Н.Н. Павловскому: при R < 1,0 (2.3)
Гидравлический радиус в общем случае определяется по формуле , где (2.4) - смоченный периметр, м, и для трапецеидального русла может быть определен: (2.5)
Расходная характеристика (модуль расхода):
, м3/с. (2.6) Графоаналитический метод определения нормальной глубины: м3/с (расходная характеристика, соответствующая нормальной глубине) График
По графику определяем, что
1) задаем две произвольно выбранные глубины h1 = 1, 1 м, h2 = 1,2 м и вычисляем для этих глубин К1 и К2. Из таблицы 1 К1 = 167,01 м3/с, К2 = 198,50 м3/с. 2) из соотношения: . (2.7)
находим гидравлический показатель русла: . (2.8) Если предположить, что h2 =h0, a K2 = K0, то можно написать равенство: . (2.9) Зададим значение: h1 = 1,1 м из Таблицы 1 К1 = 167,01м3/с. = = м3/с, Х = 3,970 м Вывод: по результатам определения нормальной глубины двумя способами для дальнейшего расчета принимаем .
2.1.2. Определение критической глубины
Критической глубиной называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения.[1]. Уравнение критического состояния потока
, где (2.10)
- ускорение свободного падения, м/с2; - площадь живого сечения при критической глубине, м2; - ширина канала поверху при критической глубине, м; =1,1 (для дорожно-мостового и аэродромного строительства)
рис.2 Поперечное сечение подводящего канала.
Определение критической глубины методом подбора.
Таблица 2. Определение величин
По графику определяем = 0,75 м В качестве второго метода определения критической глубины используем метод проф. И.И. Агроскина[5]. 1) вычислю критическую глубину hk для условного прямоугольного русла с шириной b, равной по дну этого канала по формуле:
2) Нахожу значения величины σп по формуле:
3) вычисляю исходную критическую глубину трапецеидального канала по формуле
Вывод: по результатам определения критической глубины двумя способами для дальнейшего расчета принимаем .
2.1.3. Определение критического уклона Критическим уклоном называется такой уклон, при котором заданный расход Q0 проходит по каналу в условиях равномерного движения с глубиной, равной hk, т.е. при соблюдении равенства:
а) (2.16)
м2
б) (2.17)
< >
Гидравлически наивыгоднейшим профилем (ГНП) называется такой, у которого при заданной площади поперечного сечения ω, уклоне i0, шероховатости и коэффициенте заложения откоса пропускная способность оказывается наибольшей.[6].
Графоаналитический способ.
(2.18)
Таблица 3. Определение расходов
График
(2.19) тогда м
рис.3 ГНП и поперечное сечение подводящего канала для заданной ширины по низу с вычисленной нормальной глубиной.
Определение скорости течения в канале
м/с – каналы в плотном гравии м/с - гравелистые и песчаные грунты
(2.21)
Вывод: Дополнительное укрепление требуется.
Быстротоком называют искусственное сооружение (русло) с уклоном больше критического ( > ). 1 – входная часть 2 – лоток быстротока (водоскат) 3 – выходной участок рис.4 Схема быстротока.
При высоких скоростях течения на быстротоке поток захватывает пузырьки воздуха, и в результате этого образуется водно-воздушная смесь. Это явление (аэрация) приводит к увеличению глубин, что необходимо учитывать в расчетах.[1].
- уклон входного участка ; - для бетонных быстротоков прямоугольного сечения коэффициент аэрации (зависит от уклона быстротока) - коэффициент шероховатости стенок и дна для аэрированных потоков (2.22) - уклон быстротока
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.023 сек.) |