- •Исходные данные:
- •1 Построение кривой свободной поверхности потока.
- •1.1 Определение нормальной глубины наполнения.
- •1.2 Определение критической глубины.
- •1.3 Установление формы свободной поверхности потока
- •1.4 Определение гидравлического показателя русла
- •1.5 Определение величины jср
- •1.6 Определение координат кривой свободной поверхности потока по уравнению б.А. Бахметева.
- •2 Определение характера падающей струи в нижний бьефе.
Исходные данные:
В канале трапециидального поперечного сечения сооружается бетонная плотина с водосливом практического профиля(рисунок 1).
Рисунок 1 – Расчетная схема неравномерного движения воды через плотину
Таблица 1-Исходные данные.
Вариант |
Параметры |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
29 B |
31.8 |
8 |
0.00056 |
1.81 |
1.37 |
0.02 |
- расчетный расход, м³/с;
- ширина канала по дну, м;
- продольный уклон дна канала;
- высота водослива и высота стенки перепада, м;
- бытовая глубина, м;
- нормальная глина.
1 Построение кривой свободной поверхности потока.
1.1 Определение нормальной глубины наполнения.
Глубину наполнения канала определяем методом подбора. Находим модуль расхода , который характеризует расчитываемый канал
, (1)
где - расчетный расход воды, м3/с;
- продольный уклон дна канала.
Следовательно,
.
Составляем таблицу 2, в которой задаемся рядом значений ( =1;2;3;4м) и для каждого определяем соответствующий модуль расхода .
Таблица 2 – Расчет модуля расхода.
|
|
|
|
|
|
1 |
10 |
12,47 |
0,80 |
47,82 |
427,71 |
2 |
24 |
16,94 |
1,42 |
53,63 |
1533,78 |
3 |
42 |
21,42 |
1,96 |
57,20 |
3363,36 |
4 |
64 |
25,89 |
2,47 |
59,91 |
6025,98 |
1,86 |
21,8 |
16,32 |
1,33 |
52,93 |
1330,71 |
Площадь поперечного сечения для данного русла определяется по формуле
, (2)
где - ширина канала по дну, м;
- коэффициент заложения откоса, принимаем [1, с. 85].
Следовательно,
.
Длина смоченного периметра X определяем по формуле
, м (3)
Следовательно,
.
Гидравлический радиус определяем по формуле
, м (4)
Следовательно,
.
Коэффициент Шези определяем по формуле
, (5)
где - коэффициент шароховатости русла, принимаем [1, с.86];
- коэффициент зависищий от шароховатости и гидравлического радиуса русла [1] .
Следовательно,
Модуль расхода водослива
, (6)
Следовательно,
.
По данным таблицы 2 строим график зависимости .
По графику определяем .
Из графика зависимости находим, что равно 1,86м.
Для контроля правильности определения нормальной глубины необходимо подставить найденное значение в формулу модуля расхода, в результате должно получиться значение , причем расхождение не должно быть более 2%.
, (7)
Следовательно,