ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
ЗАДАНИЕ С. Неравномерное движение воды и сопряжение бьефов за быстротоком. Вода из нагорной канавы сбрасывается в русло реки бетонным каналом-быстротоком трапецеидального поперечного сечения (рисунок 1).
Нагорная канава сопрягается с быстротоком при помощи переходного участка, в конце которого (перед входом на быстроток) устанавливается критическая глубина hк.
Данные для расчета приведены в таблице 1.
Таблица 1-Данные для расчета
| Q | b | m | i | L | Δ2 | n | Δдн | Δг.в. |
| 40 | 12 | 1,0 | 0,32 | 68 | 170,3 | 0,011 | 168,2 | 170,3 |
Q – расчетный расход воды, м3/с;
b – ширина канала по дну, м;
m – коэффициент заложения откоса;
i – продольный уклон дна;
L – длина быстротока, м;
n – коэффициент шероховатости русла;
Δ2 – геодезическая отметка дна в конце быстротока, м;
Δдн – отметка дна отводящего русла, м;
Δг.в. – отметка горизонта воды в отводящем русле, м.
1 Построение кривой свободной поверхности потока в верхнем бьефе
Построение осуществляется согласно методу Б.А.Бахметева.
Определение нормальной глубины наполнения потока
Определяем нормальную глубину наполнения h0 из условия равномерного движения воды в русле. Для этого рассчитываем модуль расхода по формуле
К0 = 
= 
=70,71 м3/с. (6.1)
Согласно уравнению (5) Составляем таблицу 2, в которой задаемся рядом значений h и для каждого h вычисляем соответствующий модуль расхода К.
|
|
|
| Таблица 2 – Расчет модуля расхода | |||||
| h, м | w, м2 | c, м | R, м | C, | K, |
| 0,1 | 1,21 | 12,28 | 0,10 | 57,19 | 21,72 |
| 0,2 | 2,44 | 12,57 | 0,19 | 65,50 | 70,43 |
| 0,3 | 3,69 | 12,85 | 0,29 | 70,83 | 140,07 |
| 0,4 | 4,96 | 13,13 | 0,38 | 74,82 | 228,09 |
| 0,5 | 6,25 | 13,41 | 0,47 | 78,03 | 332,90 |
| 0,202 | 2,46 | 12,57 | 0,20 | 65,63 | 71,63 |
Для определения модуля расхода, производим расчет параметров трапециедального русла. Определяем площадь поперечного сечения для русла:
ω = 
,
где h – глубина наполнения канала, м;
b – ширина канала по дну, м;
m – коэффициент заложения откоса, для глины принимаем равным 1 [3],
ω = 
м2.
Определим длину смоченного периметра:
χ = 
;
χ = 
м.
Определим гидравлический радиус:
R = 
;
R = 
м.
где n – коэффициент шероховатости русла;
y – коэффициент, зависящий от шероховатости и гидравлического радиуса русла, определяется по справочнику Киселева (таблица 3.10), у ≈ 0,2.
С = 
.
Определим модуль расхода водослива:
К = 
;
К = 
м3/с.
По данным таблицы строим график h = f(K), (рисунок 2).
По этому графику, зная К0, находим искомую глубину. В таблице производим проверку правильности определения нормальной глубины.
|
|
|
Δ = 
% < 2 % => h0 = 0,.202 м.
Рисунок 2 – График для определения нормальной глубины
Определение критической глубины
Определим коэффициент Кориолиса по формуле Г.В. Железнякова:
α = 
,
где g – ускорение силы тяжести;
С – коэффициент Шези.
α = 
.
Определим величину
м2.
Составляем таблицу 3, задаваясь значениями h, и вычисляем соответственно им величины 
.
| Таблица 3 | ||||||
| h, м | mh, м | (b+mh), м | ω, м2 | ω3, м6 | В = b + 2mh, м | ω3/В, м6 |
| 0,5 | 0,5 | 12,5 | 6,25 | 244,14 | 13,00 | 18,78 |
| 1 | 1 | 13 | 13 | 2197,00 | 14,00 | 156,93 |
| 1,5 | 1,5 | 13,5 | 20,25 | 8303,77 | 15,00 | 553,58 |
| 2 | 2 | 14 | 28 | 21952,00 | 16,00 | 1372,00 |
| контроль критической глубины hк | ||||||
| 1,07 | 1,07 | 13,07 | 13,985 | 2735,13 | 14,14 | 193,43 |
По данным таблицы строим график hк = f( ), (рисунок 3).
Рисунок 3 – График для определения критической глубины
По этому графику, зная 
, находим искомую глубину. В таблице производим проверку правильности определения критической глубины.
Δ = 
% < 2 % => hк = 193,43 м.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 292; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!