Описання лабораторної установки
Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет
Кафедра сільськогосподарських гідротехнічних меліорацій
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання лабораторних робіт
з дисципліни
„Гідротехнічні споруди”
(розкрита тема обробки даних експериментального визначення параметрів фільтрації методом ЕГДА – для ДЕК ОКР «Бакалавр»)
Дніпропетровськ – 2014
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт по курсу „Гідротехнічні споруди” (розкрита тема обробки даних експериментального визначення параметрів фільтрації методом ЕГДА – для ДЕК ОКР «Бакалавр») / Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет, Дніпропетровськ – 2007. – 47 с.
В методичних вказівках розглянута методика експериментальних досліджень роботи гідротехнічних споруд, методика визначення фільтрації під різними гідротехнічними спорудами методом ЕГДА.
Матеріал підготовлений по дисципліні „Гідротехнічні споруди ” і призначені для студентів гідромеліоративного факультету ( спеціальність 6.092600 „Гідромеліорація”) усіх форм навчання при підготовці до ДЕК
Затверджено на засіданні кафедри протокол № 8 від «19» травня 2014 р.
Автор: Коваленко В.В. – доцент кафедри сільськогосподарських гідротехнічних меліорацій, к. с.-г. н.;
Рецензенти: Калініченко В.Я. – доцент кафедри сільськогосподарських гідротехнічних меліорацій ДДАУ, к.т.н.
|
|
|
ЗМІСТ
Лабораторна робота №1 „Дослідження фільтрації під флютбетом відкритого регулятору на приладі ЕГДА”…………………………...15
Лабораторна робота №4 „Дослідження фільтрації через земляну греблю на приборі ЕГДА”……………………………………...............40
Лабораторна робота №1
„Дослідження фільтрації під флютбетом відкритого
регулятору на приладі ЕГДА”
Мета роботи
Ознайомити студентів з питаннями моделювання напірної фільтрації на приладі електро – гідродинамічних аналогій з тим, щоб вони вміли:
1) запроектувати електричну модель розрахункової області фільтрації;
2) побудувати гідродинамічну сітку, характерну для напірного фільтраційного потоку при русі його під флютбетом гідротехнічної споруди;
3) виконати практичні фільтраційні розрахунки гідротехнічних споруд, поклавши за основу гідродинамічну сітку руху напірного потоку;
4) оцінити отримані результати і зроблені при моделюванні допущення.
2. Основні передумови моделювання напірної фільтрації на приладі ЕГДА:
1) задача вирішується як плоска (двовимірна);
2) досліджувана область фільтрації однорідна;
|
|
|
3) елементи флютбету досліджуваного відкритого регулятору (понур, водобій, шпунт) вважаються водонепроникними, тобто коефіцієнти фільтрації матеріалів цих елементів приймаються рівними нулю;
4) рух фільтраційного потоку вважається сталим, він проходить у відповідності з формулами Дюпюї
; 
, (2.1)
і рівнянням Лапласа
, (2.2)
де Vx , Vy – компоненти вектору швидкості фільтраційного потоку;
h – напір в точці з координатами х та у;
k – коефіцієнт фільтрації;
5) в методі ЕГДА використовується електрогідродинамічна аналогія між встановленим рухом фільтраційного потоку і стаціонарним рухом електричного струму в плоскому провіднику;
| Ґрунтовий потік | Електричний струм | ||
| 1. Рівняння Дюпюї
| 1. Закон Ому в диференційній формі
| ||
| 2. Рівняння нерозривності
| 2.Рівняння збереження кількості зарядів
| ||
| 3.Рівняння Лапласа для напірної функції
| 3.Рівняння Лапласа для функції напруги
| ||
| 4. Рівняння для витрати фільтрації | 4. Рівняння для сили струму
| ||
| де VX, VY | - компоненти вектору швидкості фільтрації; | де iX, i У | - компоненти вектору щільності струму; |
| h | - напірна функція; | u | - напірна функція; |
| k | - коефіцієнт фільтрації; | σ | - коефіцієнт фільтрації; |
| Q | - витрата фільтрації; | I | - витрата фільтрації; |
| L | - довжина дуги вздовж лінії рівного напору; | L | - довжина дуги вздовж лінії рівного напору; |
| S | - довжина дуги вздовж лінії току. | S | - довжина дуги вздовж лінії току. |
, 
|
|
|
6) дотримуються умови подібності при моделюванні руху ґрунтового потоку на електричних моделях:
а) геометрична подібність, тобто електрична модель повинна представляти область фільтрації, що вивчається в деякому масштабі без всякого перекручення;
б) фізична подібність, тобто коефіцієнти електропровідності σ повинні бути пропорційні коефіцієнтам фільтрації k;
в) динамічна подібність, тобто граничні умови для моделі і натури повинні бути подібні.
Описання лабораторної установки
Лабораторна установка представлена Інтегратором ЕГДА – 9/60, на столі якого закріплена модель області фільтрації, зроблена із електропровідного паперу у вибраному масштабі (рис.2.1).
Модель представляє область фільтрації, обмежену водоупором, водопроникними ділянками дна верхнього і нижнього б’єфів і непроникним контуром флютбету. Для отримання ліній рівного напору на лініях відповідних водопроникним ділянкам дна верхнього і нижнього б’єфів розташовують шини Ш1 і Ш2 (рис.2.2а), а для отримання ліній токів необхідно підключити шини Ш3 і Ш4 до границь моделі відповідним лініям водоупору і водонепроникного контуру флютбету (рис.2.2б).
|
|
|
Вихідні дані
Геометричні розміри споруди (рис.2.3).
1) Потужність водопроникного шару підвалини Т, м.
2) Довжина шпунту, S, м.
3) Глибина води в верхньому б’єфі, Н1 , Н, м.
4) Глибина води в нижньому б’єфі, Н2, м.
5) Коефіцієнт фільтрації, К.
6) Водоупор горизонтальний.
Необхідно
1) Побудувати гідродинамічну сітку руху фільтраційного потоку під спорудою (рекомендовано лінії рівних напорів будувати через десяті долі напору, лінії току – через 0,2 або 0,25 напору);
2) побудувати епюру фільтраційних напорів по лінії водонепроникного підземного контуру споруди;
3) побудувати епюру вихідних швидкостей потоку і по ній визначити зону допустимих вихідних швидкостей;
4) побудувати сумарну епюру питомих витрат на виході фільтраційного потоку в нижній б’єф і визначити значення питомої фільтраційної витрати під спорудою;
5) перевірити товщину водобою в небезпечному перерізі (переріз 1-1 на рис.2.3).
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 166; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!