Архив2 / курсач docx51 / kursach(204)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Городское строительство и хозяйство»

Допускаю к защите
	Руководитель	С.П. Епифанов
			И.О.Фамилия

«Гидравлический расчет малых водопропускных сооружений на автомобильных дорогах»

наименование темы

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

Основы гидравлики и теплофизики
1.022.00.00.	ПЗ
наименование дисциплины

Выполнил студент группы	АДб-11-1					А. Ю. Францев
	шифр	подпись					И.О. Фамилия
Нормконтроль						С.П. Епифанов
			подпись					И.О. Фамилия
Курсовая работа защищена с оценкой

Иркутск 2012 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

По курсу «Основы гидравлики и теплофизики»

Студенту Францеву А. Ю.

Тема курсовой работы: «Гидравлический расчет малых водопропускных сооружений на автомобильных дорогах»

Рекомендуемая литература: 1. Большаков В.А., Курганович А.А. Гидрологические и гидравлические расчеты малых дорожных сооружений. ‒ Киев: Вища щкола, 1983. ‒280 с. 2.  Руководство по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений / Под ред. Г.Я. Волченкова. ‒ М.: Транспорт, 1974. ‒ 270 с.  3.  Сборник задач по гидравлике / Под ред. Большакова. ‒ 4-е изд. ‒ Киев: Вища школа, ‒ 335 с. 4.     Справочник по гидравлике / Под ред. В.А. Большакова. ‒ Киев: Вища школа. 1977. ‒ 312 с. 

Дата выдачи задания 27.10.2012 г.

Дата представления курсовой работы руководителю 17.12.2012 г.

Руководитель курсовой работы . . С. П. Епифанов

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………4

2. Гидравлический расчет дорожной канавы…………………………….5

3. Гидравлический расчет безнапорных труб…………………………....6

4. Приложение……………………………………………………………..9

5. Список использованной литературы…………………………………10

Введение

Дорожные канавы устанавливаются для пропуска, перехвата и отвода поверхностных (ливневых и талых) вод и выходящих на поверхность грунтовых вод.

Дорожная канава должна иметь выход в пониженное место, и вода в ней не должна застаиваться. Размеры канавы должны соответствовать количеству протекающей в ней воды, а уклон и тип крепления канавы обеспечивать отсутствие размыва и заиления.

Гидравлический расчет дорожных канав производится для установившегося равномерного движения, т.е. при постоянных гидравлических элементах потока (расхода, скорости и глубины), с определенным постоянным уклоном на русла, который назначают соответствующим рельефу местности, степени размываемости грунта или типа укрепления русла, при этом уклон дорожных водоотводных канав должен быть не менее 0,003, на болотах, речных поймах и в других затруднительных случаях 0,002 (в исключительных случаях 0,0001).

Очертания поперечного сечения канавы может быть как с произвольным соотношением потока и ширины русла, так и с гидравлически наивыгоднейшим.

При расчете дорожных канав заданными являются расход воды Q, м/с, определяемый методами гидрологии, продольный уклон русла i, тип грунтов местности, в зависимости от которого выбирается допускаемая не размывающая скорость течения воды , коэффициент заложения откоса – m, коэффициент шероховатости – n, относительная ширена канала по низу .

Расчетами определяется ширина русла по дну b, глубина наполнения h0 , необходимый тип укрепления, если скорость равномерного движения в неукрепленном земляном канале превосходит допускаемую Vдоп.

Расчет канала производится по формуле Шези

Где - площадь поперечного сечения трапецеидального канала;

с – коэффициент Шези, определяемый по эмпирическим зависимостям

- гидравлический радиус

- смоченный периметр трапецеидального русла;

i – уклон канавы

1. Гидравлический расчет дорожной канавы

№ Варианта	Нормальная глубина ho , м	Уклон дна канавы i	Расход воды Q, м^3/c	Коэфициент заложения откоса канавы m	Коэфициент шероховатости русла n
22	0.75	0.0033	1.4	1.75	0.025

1. Для нахождения ширины канала по дну(b) воспользуемся формулой Шези: где,

с=1/n*R^(1/6)

R=ω/x

x – смоченный периметр

2. С помощью ПО MAPLE высчитываем на компьютере значение b

b=0,29м

3. Для определения типа потока находим критический уклон и глубину

с помощью ПО MAPLE на компьютере.

iкр=0,01 hкр=0,59м

4. Так как h˃hкр , и i˂iкр , можно утверждать что поток спокойный

2. Гидравлический расчет безнапорных труб

Безнапорные трубы проектируют так, чтобы подпертый горизонт был ниже наивысшей точки внутренней поверхности входного сечения трубы. Это требование можно выразить формулой для полного напора H0=S0A

где S0 — степень наполнения трубы (она меньше единицы и обычно задается нормами от 0,80 до 0,90).

Полный напор согласно уравнению Бернулли : H0=H+αv0^2/2g

A – высота трубы.

Круглые трубы (рис.1) :

Рис.1 Рис. 2

Задача. Определить диаметр круглой безнапорной дорожной железобетонной трубы (см. рис. 1) при укладке ее с продольным уклоном, равным критическому, по следующим данным: Q = 2,022 м3/с, =0,9, hб= 0,6 м

Относительная длина трубы (L/H0) > (L0/H0)c Решение:

1. При io = iк от сжатого сечения, если труба работает как незатопленный водослив с широким порогом, будет прямая подпора до пересечения линии критической глубины, а далее движение равномерное с критической глубиной (см. рис. 2). За расчетное принимаем сечение с критической глубиной, для которого Е= 1.

Задаемся степенью наполнения S0 = H0/d=0,822. При S0 = 0,822< и 0,9 по приложению 34 k3K—1,604.

Определим диаметр трубы по формуле

A=d= k3K

A=d=1,604 5м

Принимаем ближайший типовой диаметр dT=l,5 м.

2 . Определим коэффициент К3к при dT=l,5 м:

K3k==1.7869508

При = 0,9 и K3к=1,80 по приложению находим интерполяцией:

K1k=0.576

K4k=2.652

б=83 06’

2. Определим критическую глубину потока в трубе:

hк= K1k *А = 0.576*1,5 = 0,864 м > hб=0,622 м — труба работает как свободный водослив.

2. Напор перед трубой по формуле:

Ho=So*A=0,822 * 1,5=1,233

2. Площадь сечения при

б=83 06’ и dт=1,5

=0,7097043

Vк=2,8490739

2. iк= K3kgn^2/ = 0.0058 при n=0,016 для бетонной поверхности.

Приведенный расчет значительно упрощается при использовании графика (см. рис. 3). На правой половине оси абсцисс находим точку, соответствующую значению So= 0,822 , и из этой точки проводим вертикальную линию до пересечения с кривой, построенной для заданного значения коэффициента скорости =0,9. От точки пересечения проводим влево горизонтальную прямую. На левой части оси абсцисс находим точку, соответствующую заданному значению Q, и из этой точки восстанавливаем перпендикуляр к горизонтальной прямой. Точка пересечения прямых лежит между кривыми, построенными для d=l,25 м и d=l,50 м, поэтому расчетный диаметр лежит в указанных пределах.

Согласно стандарту круглых труб принимаем d=1,5 м. Тогда из точки Q продолжаем вертикальную линию до пересечения с кривой d=l,5 м, и от точки пересечения проводим горизонтальную прямую вправо до пересечения с кривыми K1k==0,9 и K4k .Из всех точек пересечения опускаем перпендикуляры на ось абсцисс, таким образом находим значения K1k, So, K4k, а далее вычисляем hk, ik и Ho.

Рис. 3

Приложение

Список использованной литературы

1. Большаков В.А., Курганович А.А. Гидрологические и гидравлические расчеты малых дорожных сооружений. ‒ Киев: Вища щкола, 1983. ‒280 с. 2. Руководство по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений / Под ред. Г.Я. Волченкова. ‒ М.: Транспорт, 1974. ‒ 270 с. 3. Сборник задач по гидравлике / Под ред. Большакова. ‒ 4-е изд. ‒ Киев: Вища школа, ‒ 335 с. 4. Справочник по гидравлике / Под ред. В.А. Большакова. ‒ Киев: Вища школа. 1977. ‒ 312 с.