1.4 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе

При протекании воды через водослив вследствие падения струи скорость потока возрастает и достигает наибольшего значения непосредственно за водосливом в так называемом сжатом сечении C-C (рис. 4). Глубина в сжатом сечении непосредственно влияет на установление формы сопряжения бьефов и поэтому имеет важное значение для дальнейшего расчёта.

Рисунок 4. Оголовок и сжатое сечение

Основной случай:

Критическая глубина:

Полная удельная энергия в сечении перед водосливом:

где -высота плотины, - полный напор, при скоростью подхода можно пренебречь и считать .

Проверим условие:

м²

м²

м²

Условие выполняется следовательно можно считатьм

По отношению:

Находим по таблице 3 методом интерполяции коэффициент скорости, учитывающий потери напора в пределах сооружения:

Таблица 3. Значение коэффициента скорости для криволинейных водосливов

	1,5	1	0,5	0,3	0,16	0,1
	0,99	0,98	0,96	0,93	0,9	0,88

Относительная полная удельная энергия:

Используя иопределяю по графику А.Н. Рахманова из Р.Р. Чугаева "Гидравлика" [2]и:

Сопряженные глубины равны:

По кривой связи Q=f(H) определим глубину в нижнем бьефе по _.=3600 м³/с :

Так как =10,56м>h_HБ=7,2м, из этого следует, что прыжок отогнанный

Поверочный случай:

Критическая глубина:

Полная удельная энергия в сечении перед водосливом:

где -высота плотины

м, если

Проверим условие:

м²

м²

м²

Условие выполняется .

По отношению:

Находим по таблице 3 методом интерполяции коэффициент скорости, учитывающий потери напора в пределах сооружения:

Относительная полная удельная энергия:

Используя иопределяю по графику А.Н. Рахманова из Р.Р. Чугаева "Гидравлика" [2]и:

Сопряженные глубины равны:

По кривой связи Q=f(H) определим глубину в нижнем бьефе по _.=4200 м³/с :

Так как =11,87м>h_HБ=7,8м, из этого следует, что прыжок отогнанный

1.5 Определение отметки пола водобоя

При определении отметки пола водобоя рассматриваем три расчетных случая.

1.Основной случай: одно отверстие открыто полностью, m отверстий приоткрыто на 0.2H_ст.

Расход нижнего бьефа определим по формуле:

Q_НБ=Q_ГЭС+Q₁+q_пр∙b∙m

Q_НБ =700+580+7,59∙20∙3=1735,4 м³/с

где: Q₁ − расход одного полностью открытого отверстия при ос­новном расчетном случае:

m − количество приоткрытых отверстий, принимаем m=0.5n=0.5∙5=2,5.

принимаем m=3.

q_пр − удельный расход приоткрытого отверстия:

где: – коэффициент вертикального сжатия при истечении из-под щита равный 0,64 ( при острой кромке затвора);

–коэффициент скорости равный 0,97,

- величина приоткрытого отверстия.

Отметка УНБ определяется по кривой связи Q=f(H) при Q_НБ=1735,4м³/с ,

h_НБ=182−178=4 м

2. Поверочный: все отверстия открыты полностью при пропуске поверочного расхода. В верхнем бьефе - ФПУ, в ниж­нем — максимальный уровень нижнего бьефа (при Q_noв).

Расход нижнего бьефа:

Q_НБ=Q_пов=4200 м³/с Отметка УНБ определяется по кривой связи Q=f(H) при Q_НБ=4200 м³/с

h_НБ=185,8−178=7,8 м

3.Одно отверстие открыто полностью. В верхнем бьефе НПУ, в нижнем бьефе уровень при Q_НБ.

Расход нижнего бьефа определю по формуле:

Q_НБ=Q₁+0.8Q_ГЭС=580+0.8∙700=1140 м³/с,

где: Q₁ =580 м³/с -расход через одно открытое отверстие, определен на странице 11.

q_пр − удельный расход приоткрытого отверстия определен на странице 12.

Отметка УНБ определяется по кривой связи Q=f(H) для Q_НБ=1140.

h_НБ=180,2−178=2,2 м