1.4 Определение размыва или заиливания канала при данных условиях
Для
первого случая, для супеси уплотнённой
= 1 м/с. [1, табл. 11-3, стр.193]
Т.е.
,
,
следовательно, ложе канала не будет
подвержено размыву.
Незаиляющая
скорость, при
и
,
будет равна
[1, табл. 11-12, стр.203]
Т.е.
,
,
следовательно, ложе канала будет
подвержено заиливанию.
Для
второго случая
, т.е.
и ложе канала будет подвержено размыву.
Незаиляющая
скорость при
и
равна
Т.е.
,
,
следовательно, ложе канала будет
подвержено заиливанию.
Мероприятия, уменьшающие размыв ложа канала: укрепление слоем неразмываемого гравелистого грунта.
Мероприятия, уменьшающие заиливание ложа канала: облицовка, сооружение отстойников.
Поперечные сечения каналов для обоих случаев представлены в Приложении А.
ЗАДАЧА 2 Вариант 4
Дано:
Q=16м3,
,
,
,
,
,
hгр1=1,03h0м,
hгр2=1,3h0 м (в формулах дальше просто h1 и h2)
Определить:
критическую глубину hкр и энергетическое состояние потока в канале (спокойный, бурный) при равномерном движении воды;
форму свободной поверхности в канале при неравномерном движении и расчетном расходе Q, если вследствие нарушения равномерного движения (установка затвора, устройство уступа и т.д.) глубина в нижнем по течению створе будет равна hгр2 ;
для экономически наивыгоднейшего профиля канала, задаваясь глубинами между hгр1 и hгр2, рассчитать одним из известных в гидравлике методов кривую свободной поверхности потока в канале и определить длину распространения этой кривой, считая от нижнего створа и принимая за верхнюю по течению граничную глубину hгр1 глубину (1,02÷ 1,03)hо или (0,98÷0,97)h0 в зависимости от вида кривой;
построить в масштабе кривую свободной поверхности и показать на продольном профиле канала линии нормальной и критической глубин. Пояснить, в каком случае возможно возникновение такой формы кривой.
2. Определение критической глубины и энергетического состояния потока в канале
Критическая глубина – момент перехода от бурного состояния потока к спокойному и наоборот.
Найдём критическую глубину по способу Агроскина [1, стр.107]
Находим критическую глубину условного прямоугольного русла по формуле (10)
0,86
м,
где
- коэффициент Кориолиса, связанный с
неравномерным распределением скоростей
по сечению в обычных условиях;
ускорение
свободного падения;
Находим аргумент условного прямоугольного русла (11):
По
табл. 9-2 [1, стр.108] при
находим
,
тогда искомая критическая глубина будет
равна (12):
Спокойным
потоком называется поток, имеющий
глубину
.
В этом случае обтекание донных преграждений
происходит плавно и не сопровождается
образованием гидравлического прыжка.
При
поток называется бурным.
В
нашем случае
и, значит, энергетическое состояние
потока в канале при равномерном движении
воды - спокойное.
Ответ:
,
спокойный поток.
2.1 Определение длины распростанения кривой свободной повехности
Для определения формы свободной поверхности воспользуемся способом Б.А. Бахметева. [1, стр.110]
Так
как по условию
,
расчетное уравнение будет иметь следующий
вид:
,
(21)
где
-
длина заданного участка канала,
и
- относительные глубины, в конце и в
начале данного участка,
,
,
(22)
(23)
(24)
где B –ширина русла поверху,
,
(25)
и
- функции относительной глубины.
Так
как из условия,
и
,
нам известны, то сделаем расчет (22):
;
Вычислим
все необходимые величины для h1
и
:
Далее
найдем по справочнику значения функций
относительной глубины
и
с учетом гидравлического показателя
русла
(26):
[1,
рис 9-15, стр 110]
[1,
рис 9-15, стр 110]
При
[1, табл. 9-3, стр 114]
При
[1, табл. 9-3, стр 114]
Длина заданного участка канала (21):
Ответ:
