Расчет водобойной части быстротока.

1. Определение бытовой (нормальной) глубины в отводящем русле.

Бытовая глубина h_б в отводящем русле определяется методом последовательного приближения расчетного расхода и сравнения его с заданным.

Задаемся произвольной глубиной h_б=0,90м (до 2м) и вычисляем параметры потока:

• площадь живого сечения ,

где согласно заданию;

– смоченный периметр ;

– гидравлический радиус .

Скоростная характеристика W=f(R,n)=18,55 при коэффициенте шероховатости “n” без учета аэрации (n_бетона=0.014) находятся по таблице 9, или таблице 7.57.6, [1], приложению 7, [2], приложению 17, [3].

Вычисляем расход и сравниваем его с заданным.

2. Установление формы сопряжения бьефов.

Для установления формы сопряжения бьефов определяем глубину , сопряженную с глубиной в конце быстротока h₂=h₀, по формуле:

, стр.198, [1], стр.146, [2],

где h_k – критическая глубина в начале быстротока.

Сравниваем с .

,отогнаный.

Для получения отогнаного прыжка необходимо устройство гасителя энергии в виде водобойного колодца.

Іv Гидравлический расчет водобойного колодца.

Исходные данные для расчета (см. данные пункта III).

1. Определение глубины колодца.

Глубину водобойного колодца определяем по способу Чертоусова М.Д., стр.119, [1], стр.206, [2] по формуле:

для чего вычисляем:

• скорость в конце быстротока

• полный напор в конце быстротока

• вспомогательную величину

где – перепад в конце быстротока и определяется по формулеприняв коэффициент скорости

–разность между и, т.е.

По графику рис.7 или рис. 13.2, [1], в зависимости от  и находим=8,5.

Так как то величинуопределить по формуле=6,35, считая.

После вычисляем глубину водобойного колодца =2,29м.

Глубина водобойного колодца с учетом запаса будет

где - коэффициент запаса, равный (1,051,1).

2. Определение длины водобойного колодца.

Длину водобойного колодца без уступа определить по формуле

где - опытный коэффициент, равный (0,7-0,9);

- длина гидравлического прыжка, а длина падения струи отсутствует.

Длину гидравлического прыжка для прямолинейных русел определить по формуле Н.Н. Павловского

.

Глубина в сжатом сечении и сопряженная с нейнаходится по графику, рис.8 или рис.12.3, [1], приложение 30, [3], для чего вычисляем=6,75, считая, и с графиков снять значения= 0,31 и= 2,4.

Так как и, то глубиныи.

После определения инаходим длину прыжка и длину водобойного колодца.

, принимаем 6,2м.

Длину колодца округлить в метрах до второго знака целого числа, кратного пяти.

V. Гидравлический расчет малого моста.

1. Выбор типа устоев малого моста.

По таблице 11 или таблице 11.1, [1], таблице VІІ.5, [2] выбираем тип устоев малого моста – облегченные системы Н.А. Славинского - и в зависимости от типа устоев принимаем коэффициент расхода m = 0,35.

Из таблицы 12 или таблицы 11.4, [1], таблицы VІІ.4, [2] в зависимости от коэффициента расхода "m" найти параметры ,,,,,,, необходимые для дальнейшего расчета.

M = m= 1,55 a = 1,85

= 0,63 ψ = 0,83

k = 0,52 ψ² = 0,68

N = 0,8

2. Определение допускаемой скорости.

Допускаемую скорость определяем по формуле

,

где – скорость протекания воды при h = 1м в зависимости от заданного типа укрепления подмостового русла

3. Определение напора перед малым мостом.

Напор перед малым мостом определить по формуле

,

где - коэффициент затопления, равный 1.

4. Определение схемы работы малого моста.

Для определения схемы работы малого моста сравниваем величины и.

NH = 1,33м; h_б = 0,76м;

Так как , то мост следует рассчитывать как незатопленный водослив с широким порогом.