- •Часть 1. Гидравлические расчеты трапецеидальных каналов.
- •Введение
- •Расчетно-графическая работа № I Гидравлический расчет магистрального канала (мк)
- •1 Расчет магистрального канала на равномерное движение
- •1.1 Расчет параметров поперечного сечения мк методом последовательных приближений
- •1.2 Расчёт канала по допустимым скоростям
- •1.3 Проектирование поперечного сечения магистрального канала
- •2 Расчет магистрального канала на неравномерное движение
- •2.1 Выбор типа кривой свободной поверхности
- •2.2 Метод фрагментов
- •2.3 Расчёт координат кривой свободной поверхности способом б. А.Бахметьева
- •Проектирование поперечного профиля сбросного канала
- •Расчет сбросного канала на неравномерное движение
- •2.1 Выбор типа кривой свободной поверхности
- •2.2 Метод фрагментов
- •2.3 Расчет координат кривой свободной поверхности способом в. И. Чарномского
- •2.4 Проектирование продольного профиля сбросного канала.
- •Приложения Приложение 1
- •Продолжение таблицы 1
- •400002, Волгоград, Университетский пр-т, 26.
Проектирование поперечного профиля сбросного канала
Вычерчивается в масштабе 1:100 поперечный профиль сбросного канала с указанием всех известных параметров и их величин с единицами измерения.
Расчет сбросного канала на неравномерное движение
Дано:
Q0ск, iск, n = 0,017, m = 1, ω0ск, χ0ск
b0ск, h0ск, R0ск, B0ск, C0ск, υ0ск
Глубина у подпорного сооружения:
Найти: 1) критическую глубину - hкрск,
2) параметры кривой свободной поверхности - li и hi
Расчет
Определим критическую глубину для трапецеидального русла сбросного канала hсккр.
Рассчитаем вспомогательную функцию :
= , (2.1)
где α – коэффициент Кориолиса, α = 1; g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.
Графический способ
Вспомогательную функцию рассчитываем в табличной форме
Таблица 2.1 – Примерная таблица для расчета вспомогательной
функции для сбросного канала
№п/п |
hкрск, м |
ω, м2 |
ω3 |
B, м |
ω3/B |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
0,5·h0ск |
|
|
|
≈Аск |
4 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
По результатам таблицы строим кривую и по расчетному значению числа А, снимаем с нее искомое графическое значение критической глубины.
Рис. 2.1 - Графическая зависимость = f( )
для сбросного канала
Математический способ
Проверим критическую глубину по формуле для трапецеидального сечения:
(2.2)
где - вспомогательная функция; - критическая глубина для прямоугольного русла, м.
(2.3)
где q - удельный расход, м3/с.
-удельный расход определяется по формуле
(2.4)
(2.5)
Графическое и математическое значения должны быть приблизительно равны: ≈
2.1 Выбор типа кривой свободной поверхности
Выберем случай возникновения кривой свободной поверхности сравниваяглубины h0, hкр, hф.
Т.к. h0>hкр, то в потоке возникает случай I [14]
Т.к. h0>hф>hкр, то образуется кривая спада bI (рис. 2.2)
Рис. 2.2 - Кривая свободной поверхности типа bI (кривая спада)
2.2 Метод фрагментов
Разбиваем кривую свободной поверхности на фрагменты.
Число фрагментов N = 4-6 шт. Принимаем 5 фрагментов.
Глубина в начале потока:
, м (2.6)
Конечная глубина:
, м (2.7)
Приращение:
(2.8)
Глубина воды в каждом фрагменте определяется по следующим формулам:
(2.9)
(2.10)
(2.11)
(2.12)