1.2 Определение критической глубины.
Определение коэффициента Кориолиса по формуле Д. В. Железнякова
, (8)
где
- ускорение силы тяжести;
с - коэффициент Шези.
Следовательно,
.
Находим величину:
,
(9)
Следовательно,
.
Состовляем таблицу 3.
Таблица 3 – Определение критической глубины.
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
1 |
9 |
4,5 |
91,13 |
10 |
9,11 |
1,0 |
2 |
10 |
10 |
1000 |
12 |
83,33 |
1,5 |
3 |
11 |
16,5 |
4492,13 |
14 |
320,87 |
2,0 |
4 |
12 |
24 |
13824 |
16 |
864 |
1,12 |
2,24 |
10,24 |
11,47 |
1508,53 |
12,48 |
121,88 |
Строим график
зависимости
.
Из графика
зависимости
находим, что
равно 1,12м.
Для контроля правильности определения критической глубины необходимо найденное значение подставить в правую часть уравнения критического состояния, причем расхождение с левой частью не должно превышать 2%.
Так как
,
то расчеты выполнены верно.
1.3 Установление формы свободной поверхности потока
Находим критический уклон на русле
,
где – ускорение свободного падения;
Ck
–
коэффициент Шези для критической
глубины,
,
α – коэффициент Кореолиса;
–
смоченный периметр;
,
где Rk – гидравлический радиус для критической глубины, м,
,
где ωk – площадь сечения для критической глубины, м2;
– смоченный периметр для критической глубины, м,
,
м,
м,
,
.
Устанавливаем тип кривой свободной поверхности. Так как i<ik, а заданная глубина hk<hз<h0, следовательно, кривая свободной поверхности в зоне «b» является кривой спада типа bI.(hнач → h0, hкон=hкр)
1.4 Определение гидравлического показателя русла
Определим начальную и конечную глубины на данном участке потока
,
м,
,
где -
,
м.
Вычисляем среднюю глубину на данном участке
,
м.
Для средней глубины находим:
Площадь сечения
,
м2.
Смоченный периметр
,
м.
Гидравлический радиус
,
м.
Коэффициент Шези
,
.
Модуль расхода
,
м3/с.
Найдём гидравлический показатель русла
,
.
1.5 Определение величины jср
Определим количество участков, на которые разбивается русло
,
где Δh=0,08м,
.
Таблица 3
№ |
|
|
|
|
|
|
|
j |
1 |
1,12 |
11,47 |
13,01 |
0,88 |
48,76 |
2377,13 |
12,48 |
0,156 |
2 |
1,20 |
12,48 |
13,37 |
0,93 |
49,32 |
2432,30 |
12,80 |
0,160 |
3 |
1,28 |
13,52 |
13,72 |
0,98 |
49,85 |
2484,81 |
13,12 |
0,163 |
4 |
1,36 |
14,58 |
14,08 |
1,04 |
50,35 |
2534,93 |
13,44 |
0,166 |
5 |
1,44 |
15,67 |
14,44 |
1,08 |
50,82 |
2582,92 |
13,76 |
0,169 |
6 |
1,52 |
16,78 |
14,80 |
1,13 |
51,27 |
2628,98 |
14,08 |
0,171 |
7 |
1,60 |
17,92 |
15,16 |
1,18 |
51,70 |
2673,30 |
14,40 |
0,174 |
8 |
1,68 |
19,08 |
15,51 |
1,23 |
52,12 |
2716,03 |
14,72 |
0,177 |
9 |
1,76 |
20,28 |
15,78 |
1,28 |
52,51 |
2757,30 |
15,04 |
0,179 |
10 |
1,84 |
21,49 |
16,23 |
1,32 |
52,89 |
2797,24 |
15,36 |
0,181 |
,
.
Строим график j=f(h) (рисунок 4)
Рисунок 4 – Зависимость j=f(h)