ргр 1
.docx
|
Федеральное государственное автономное |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
образовательное учреждение |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
высшего образования |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Саяно-Шушенский филиал |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
институт |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Гидротехнических сооружений и гидромашин |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
кафедра |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1
по Гидромеханике |
|||||||||||||||||||||||||||
наименование дисциплины |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
Гидравлический расчет трапецеидального канала при равномерном |
|||||||||||||||||||||||||||
движении |
|||||||||||||||||||||||||||
тема |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
Вариант № 3.8 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Преподаватель |
|
|
|
|
|
А.А. Андрияс |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
подпись, дата |
|
инициалы, фамилия |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Студент |
ГЭ21-01Б, 542154277 |
|
|
|
Я.А. Солдатова |
||||||||||||||||||||||
|
номер группы, зачетной книжки |
|
подпись, дата |
|
инициалы, фамилия |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
рп. Черёмушки 2023 г. |
Исходные данные
Рисунок 1 – Исходная схема
Таблица 1 – Исходные данные створа
-
Тип грунтов, слагающих русло каналов
Суглинок средний
Диаметр фракций, мм
0,5 … 0,25
Содержание фракций, %
2
0,25 … 0,1
8
0,1 … 0,05
10
0,05 … 0,02
40
0,02 … 0,01
40
Мутность потока ρ, кг/м3
0,90
Уклон дна канала i, 0/00
0,15
Коэффициент заложения откоса m
1,50
Расчетный расход Q, м3/с
38
Коэффициент шероховатости поверхности n
0,02
Таблица 2 – Значения максимально допустимых неразмывающих скоростей при равномерном движении
-
Материал смоченной поверхности канала
, м/с
Несвязные грунты:
Пыль, ил
Песок
Гравий
Связные грунты:
Супесь и суглинок
Глина
0,15 … 0,20
0,20 … 0,60
0,60 …1,20
0,70 … 1,0
1,0 … 1,80
Примем размывающую скорость 1 м/с;
Таблица 3 – Превышение гребня над форсированным уровнем
Q, м3/c |
∆h, м |
до 10 |
0,3 |
10 … 30 |
0,4 |
свыше 30 |
0,5 |
Требуется рассчитать канал на равномерное движение, то есть определить глубину канала, ширину канала по дну. Проверить канал на размыв и заиление и вычертить в масштабе поперечный профиль канала.
Ход расчета
Форсированный расход определяем по формуле:
где: расчётный расход;
Минимальный расход Qmin принимаем не менее 40% от величины расчетного расхода.
Приняв относительную ширину канала β=2,5 и, задаваясь глубинами h по формулам определим С, R, χ и ω, а также расходную характеристику К. Полученные данные занесем в таблицу 4.
;
;
Таблица 4 – Расчеты расходной характеристики канала при выбранном ряде значений h (см рис. 2 на стр. 7)
-
№
h, м
,
, м
R, м
C,
K,
K0,
1
0,4
0,64
2,44
0,26
40,00
13,10
3102,69
2
0,8
2,56
4,88
0,52
44,90
83,21
3
1,2
5,76
7,33
0,79
48,03
245,32
4
1,6
10,24
9,77
1,05
50,39
528,33
5
2
16
12,21
1,31
52,30
957,93
6
2,4
23,04
14,65
1,57
53,92
1557,70
7
2,8
31,36
17,10
1,83
55,32
2349,68
8
3,2
40,96
19,54
2,10
56,57
3354,70
9
3,6
51,84
21,98
2,36
57,69
4592,62
10
4
64
24,42
2,62
58,71
6082,47
По оси абсцисс графика откладываем К0 , восстанавливается перпендикуляр к кривой K=f(h). Пересечение кривой и перпендикуляра дает значение искомой глубины h0. Получаем значение h0 = 3,12 м.
Определим ширину канала по дну :
;
Приняв стандартные значения ширины канала по дну, уточняем h0. По формулам:
;
;
;
Таблица 5 – Расчеты уточненной расходной характеристики канала при выбранном ряде значений h (см рис. 3 на стр. 8)
№ |
h, м |
b, м |
, |
X, м |
R, м |
C, |
K, |
K0, |
1 |
0,4 |
|
3,44 |
9,44 |
0,36 |
42,26 |
87,74 |
3102,69 |
2 |
0,8 |
|
7,36 |
10,88 |
0,68 |
46,84 |
283,51 |
|
3 |
1,2 |
|
11,76 |
12,33 |
0,95 |
49,61 |
569,84 |
|
4 |
1,6 |
|
16,64 |
13,77 |
1,21 |
51,60 |
943,97 |
|
5 |
2 |
8 |
22 |
15,21 |
1,45 |
53,17 |
1406,81 |
|
6 |
2,4 |
|
27,84 |
16,65 |
1,67 |
54,47 |
1960,73 |
|
7 |
2,8 |
|
34,16 |
18,10 |
1,89 |
55,59 |
2608,87 |
|
8 |
3,2 |
|
40,96 |
19,54 |
2,10 |
56,57 |
3354,70 |
|
9 |
3,6 |
|
48,24 |
20,98 |
2,30 |
57,44 |
4201,90 |
|
10 |
4 |
|
56 |
22,42 |
2,50 |
58,24 |
5154,24 |
Используя построенный график K=f(h) определяем глубину h0, hmax, hmin, которые соответственно равны 3,08 м, 3,2 м, 2,2 м.
Найдем значение U, Umax, Umin:
где: – скорость заиления
– условная гидравлическая крупность наносов, м/с
– средневзвешенная гидравлическая крупность, м/с
, где – средняя гидравлическая крупность для данной фракции
, где – гидравлические крупности наносов, которые соответствуют диаметрам частиц наносов крайнем для данной фракции
Таблица 6 – Гидравляческая крупность при 20°
d, мм |
0,5 |
0,25 |
0,10 |
0,05 |
0,02 |
0,01 |
W, м/с |
40,20 |
26,02 |
6,63 |
2,27 |
0,36 |
0,09 |
Таблица 7 – Расчет гидравлических крупностей наносов
-
Wi, м/с
0,03311
0,016325
0,00445
0,001315
0,000225
Pi, %
2
8
10
40
40
где – процентное содержание каждой фракции.
, м/с;
=> м/с;
0,26 м/с;
Вывод:
При h=3,12 м:
– канал не заяляется;
– нет необходимости укреплять русла канала;
Построение расчетного чертежа по данным:
м;
;
b = 8 м;
≈ 18 м;
;
– т.к. м3/с;
м;
м.