Расчет прорезной водобойной стенки

Рисунок 5

Схемы к гидравлическому расчету (а) и конструкции (б) прорезной водобойной стенки.

Назначается ряд высот водобойной стенки (С=0,1* ,0,2* и т.д.).
По формуле определяем значение полного напора:

где =1,1 – коэффициент запаса; Н- напор перед стенкой относительно ее гребня.

Для каждой высоты стенки С вычисляется отношения и ,после чего определяются согласно рекомендациям коэффициент подтопления и коэффициент расхода m.
По формуле определяем пропускаемый расход воды:

С ,м	H ,м	h ,м	h / H		H /С	m	Q
0,255	3,17	2,35	0,74	0,88	12,45	0,6	212,05
0,51	2,98	2,16	0,72	0,89	5,8	0,6	195,4
0,765	2,79	1,97	0,7	0,9	3,64	0,6	179,07
1,02	2,6	1,78	0,68	0,91	2,54	0,6	162,88
1,275	2,4	1,59	0,66	0,92	1,88	0,56	136,3
1,53	2,21	1,4	0,63	0,93	1,4	0,53	115,2
1,785	2,02	1,21	0,59	0,945	1,13	0,51	99
2,04	1,836	1,02	0,55	0,96	0,9	0,5	85
2,295	1,64	0,828	0,5	0,98	0,71	0,49	72,2
2,55	1,45	0,63	0,43	0,99	0,56	0,48	59,04
2,8	1,26	0,45	0,35	1	0,45	0,47	47,3

По данным табл. 2.2 строится графикС=f(Q) (hbc/2/5/)/ C его помощью для расчетного значения расхода Q ,(из графика рис. 2.3) определяется соответствующая высота водобойной стенки С.

Q =50

С=2,7м

Определив высоту стенки, необходимую для затопления прыжка непосредственно за сооружением, следует проверить ,не будет ли прыжок отогнан за стенкой. Для этого:

Определяется сжатая глубина за водобойной стенкой:

Где =0,97 0,98 – Коэффициент скорости, Т - Удельная энергия потока перед стенкой, которая определяется по формуле:

Определяется - вторая сопряженная с h =3,06 м. глубина.

Здесь с некоторым запасом можно принять форму русла прямоугольной с шириной В=В =17,43 м.

q= =

Расчет длины крепления за гасителем

Длина крепления в случае затопленного прыжка:

l_p=l_n+l_nn

l_n – длина прыжка

l_nn – длина послепрыжкового участка

Длина прыжка может быть определена по формуле Павловского:

=2,5(1,9h -h )=2,5(1,9*3,06-0,18)=14,08

h’и h” – сопряженные глубины прыжка

Длина послепрыжкового участка – по формуле Чартоусова

Тогда: =49,28 м

Гидравлический расчет сопрягающих сооружений

Расчет входной части быстротока

Рисунок 6. Схема к гидравлическому расчету входной части и лотка быстротока.

Входная часть может быть устроена по типу водослива с порогом или практического профиля. При этом ширина лотка быстротока определяется из формулы пропускной способности незатопленного водослива.

В_n– ширина лотка

m =0,36 – коэффициент расхода водослива

Q_сбр=0.5Q_р=43 м³\с

Н_о - полный напор на входе (в верхнем бьефе)

h_o = h_n = 3,16(из задания 1.2)

h_o и V_o – нормальная глубина и скорость равномерного движения в подводном канале

V_o = Q_сбр/ω = 43/ 46,5 = 0,92 м/с

ω = (b+m·h) h = (10+2*3,16)*3,16 = 46,5 м²

b=10, m=1,5, h=3,16 - из задания 1.2

Определим нормальную глубину в лотке быстротока h_o из ф-лы Шези.Для этого:

h=0,64 м

Вычислим критическую глубину на водоскате

Сравним и , получим что:

0,5 , 2,19 0,64,

h_к =1,27>h>

тогда во входной части быстротока на изгибе дна устанавливается глубина h_изг, равная критической глубине h_к =1,27 м.водостока

һ_изг = (0,7÷0,8)·һ_к

һ_изг= 0,75·1,27 =0,95 м.

Расчет лотка быстротока

Этот расчет сводится к построению кривой свободной поверхности, типа 2-в

W=f (n;R)

n = 0,014; l_b = 80 м; b_n = 4,7 м

h, м	ω,м²	,м²	R,м	W,м/с	i_f	I'_f	i_о-i'_f	Э,м		L,м
0,66	3,1	6,02	0,51	45,9	0,09	0,079	0,031	11,4	1,2	38,7

0,7	3,29	6,1	0,53	50,1	0,068			10,2
						0,06	0,05		2,1	42
0,8	3,76	6,3	0,59	50,54	0,051			8,1
						0,0385	0,0715		2,4	62,3
1	4,7	6,7	0,7	56,6	0,026			5,7
						0,023	0,087		0,6	6,89
1,1	5,11	6,9	0,74	58,68	0,02			5,1
						0,0175	0,0925		0,6	6,48
1,2	5,64	7,1	0,79	61,2	0,015			4,5