Розрахунок русла гідравлічно найвигіднішого профіля
У руслах трапецеїдального перерізу гідравлічно найвигіднішого профілю співвідношення ширини русла по дну до глибини потоку h0 при рівномірному русі або, як її називають, відносну ширину русла визначаємо за формулою
. (1.43)
Необхідно виходити з умов, що при заданому коефіцієнті закладення відкосів m повинне бути співвідношення:
. (1.44)
У таких умовах гідравлічний радіус .
Якщо задаються площа живого перерізу, невідомі ширина русла по дну і глибина протікання потоку по дну, то
. (1.45)
У таких умовах можна визначити і глибину потоку h0:
. (1.46)
Для полегшення розрахунків значень відносної ширини русла використовують таблиці (додаток 49).
Якщо для розрахунків задаються витрата Q, тип укріплення русла і його ухил то використовують формулу
. (1.47)
Підставляючи і , знайдемо глибину потоку
. (1.48)
Приймаючи показник степеня Z=0,700, маємо
, (1.49)
де
. (1.50)
|
|
Значення A наведені в додатку 49.
Приклад 1.9.1. Визначити тип укріплення і поздовжній ухил дна каналу, профіль якого повинен бути гідравлічно найвигіднішим за таких умов:
а) витрата Q=107 м3/с, коефіцієнт закладення відкосів m=2,5, а ширина русла по дну b=1,4 м;
б) Q=1,28 м3/сек; m=0; b= м;
в) Q=1,53 м3/сек; m= ; b= м.
Розв’язання:
1) За додатком 49 .
2) .
3) .
4) .
5) За додатком 30 визначаємо укріплення у вигляді дерен на зв’язній основі.
6) За додатком 40 n=0,0275.
7) .
8) За додатком 41 W=55,5 м/с.
9) .
Відповідь: б) в)
Задачі для розв’язання
1.10.1. Визначити тип укріплення і поздовжній ухил, який повинно мати русло, щоб його профіль був гідравлічно найвигіднішим при умовах:
а) Q=56,4 м3/с; m=1,0; h0= м.
б) Q= 4,0 м3/с; m=0; h0= м.
в) Q= м3/с; m= ; h0= м.
Відповідь:
а) укріплення – ________________________
б) укріплення – _______________________
в) укріплення – ________________________
1.10.2. Визначити ширину русла по дну, глибину рівномірного руху і ухил, який повинно мати русло, щоб при гідравлічно найвигіднішому профілі його середня в перерізі швидкість протікання потоку відповідала б для даного типу укріплення допущеній швидкості, якщо:
а) Q=34,4 м3/с; m=2,0; русло закріпляємо доброю бутовою кладкою (бруківкою) з середніх порід;
|
|
б) Q=2,6 м3/с; m= ; грунт просочують бітумом.
в) Q= м3/с; m= ; русло укріплюють дерен в стіну;
Відповідь: а) б) в) .
1.10.3. Визначити ширину русла, глибину і середню в перерізі швидкість протікання потоку, профіль русла гідравлічно найвигідніший при умовах:
а) Q=4,0 м3/с; і=0,001; m=2,0; добре оброблена скеля.
б) Q=1,84 м3/с; і= ; m=0; русло закріплено доброю сухою кладкою;
в) Q= м3/с; і= ; m= ; канал прокладають у щільній глині;
Вказівки: додаток 40, додаток 49, додаток 41.
Відповідь: а) б) в)
1.10.4. Визначити глибину води в каналі h, що відповідає гідравлічно найвигіднішому перерізу, якщо ширина каналу b= м; коефіцієнт закладення відкосів m=.
Відповідь:
1.10.5. Знайти найвигідніші розміри трапецеїдального каналу довжиною L= м, який з’єднує дві водойми на різних рівнях H=4 м, якщо витрата каналу Q = м3/с, закладення відкосів m= ; грунт – земля (n=1,3).
1.10.6. Визначити розміри каналів невеликої зрошувальної системи (додаток 51). Позначки рівней води у вузлових точках (у метрах), довжини окремих ділянок (у кілометрах) і витрати на них (у кубічних метрах за секунду) вказані на схемі. Канали – трапецеїдальні, m = (додаток 50); розміри n/b повинні відповідати найвигіднішим, за умовами місцевості h <2,5 м. Грунт – щільний конгломерат: n=0,8.
|
|
Рис. 1.13
Приклад розв’язання при т = 2:
Визначаємо модуль витрати для різних значень глибини h дані заносимо у таблицю. 1.2.
Визначаємо всі показники F, χ, R через h при найвигідніших розмірах при m =2, n/b = 2,1 (додаток 49).
, .
Таблиця 1.2.
h | F | χ | R | C | ||
2,5 | 15,6 | 12,3 | 1,28 | 1,13 | 50 | 880 |
2,0 | 10,0 | 9,8 | 1,02 | 1,00 | 47 | 470 |
1,5 | 5,6 | 7,35 | 0,765 | 0,875 | 44 | 216 |
1,0 | 2,5 | 4,9 | 0,51 | 0,74 | 40 | 71,4 |
0,5 | 0,63 | 2,45 | 0,25 | 0,5 | 32,2 | 10,2 |
За даними табл. 1.2 будуємо криву (рис. 1.14)
Рис. 1.14
1.10.7. Визначити розміри каналів зрошувальної системи. Позначки рівнів води у вузлових точках мережі, довжини і витрати на окремих ділянках вказані на схемі. Глибина м. Закладення відкосів m= (додаток 50); розміри каналів найвигідніші (при m=1,5; n/b=1,65). Грунт – земля: n=1,3 (рис. 1.15).
Рис. 1.15
1.10.8. Визначити розміри осушувальних каналів. Позначки рівнів води у вузлових точках, довжини окремих ділянок і витрати в них показані на рис.1.15. Канали трапецеїдальні; m= ; розміри n/b найвигідніші, глибина не повинна перевищувати 2,5 м. Грунт – піщано-глинистий: n=1,3. Рис. 1.16.
Рис. 1.16
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 111; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!