- •Санкт-петербургский политехнический университет петра великого
- •Курсовая работа
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Гидравлический расчет и проектирование магистрального канала
- •1.1 Расчёт для первого случая
- •1.2 Расчёт для второго случая
- •1.3 Вычисление средней скорости течения воды в канале
- •1.4 Определение размыва или заиливания канала при данных условиях
- •2. Определение критической глубины и энергетического состояния потока в канале
- •2.1 Определение длины распростанения кривой свободной повехности
- •2.2 Расчёт кривой свободной поверхности потока
- •3. Построение кривых поверхности при неравномерном движении
- •3.1 Определение отметки гребня
- •3.2 Определение расхода и удельного расхода воды
- •3.3 Построение профиля плотины
- •4. Расчет сопряжения бъефов за водосливной плотиной
- •6. Расчет истечения из-под затвора на гребне водослива практического профиля
- •Заключение
- •7. Список использованных источников
- •Приложение а. Сечение магистрального канала
4. Расчет сопряжения бъефов за водосливной плотиной
Для определения типов сопряжения бьефов, т.е. местоположения гидравлического прыжка за плотиной, определим первую сопряженную глубинудляQмаx.
Для прямоугольного русла
, [1, ф-ла 9-64, стр.133] (31)
В формуле выше :
Найдём сжатую высоту последовательным приближением из формулы
, (32)
где - коэффициент скорости [1, табл. 9-10, стр.138]
Принимаем
Тогда
Для Qмаx значение бытовой глубины:
Существует три режима гидравлического прыжка:
Отогнанный гидравлический прыжок
Гидравлический прыжок в сжатом сечении
Надвинутый гидравлический прыжок
В нашем случае наблюдается 1 тип, так как (7,71>5,8)
Аналогично проведём расчеты для Q:
Принимаем
Тогда
Для Q значение бытовой глубины:
И опять наблюдается режим отогнанного гидравлического прыжка: , 9,69>4,4
Ответ:
- для Qмаx ,,,- отогнанный гидравлический прыжок;
- для Q ,- отогнанный гидравлический прыжок.
ЗАДАЧА 5 Вариант 5
Дано: ,
,
,
,
,
Определить:
гаситель энергии в НБ за водосливом (плотиной) для обеспечения сопряжения с надвинутым прыжком. Из двух установленных в решении задачи 4 случаев сопряжения выбрать расчетный, и определить размеры гасителя:
Тип гасителя - водобойный колодец (рисунок 4);
Рисунок 4. Расчетная схема гасителя в виде водобойного колодца
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАСИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ
Расчёт гасителя энергии за быстротоком сводится к определению глубины и длины водобойного колодца.
Глубина колодца определяется по формуле:
, [3, ф-ла 25.7, стр. 495] (33)
Где - глубина, сопряженная со сжатой глубиной на дне колодца;
коэффициент запаса, увеличивающий глубину в колодце на 5-10% [3, стр. 495], что обеспечивает образование в колодце затопленного прыжка – степень затопления прыжка.
В первом приближении принимаем
Тогда
При этом высота плотины в нижнем бьефе увеличится:
(34)
Методом подбора, как в задаче 3, найдём новую сжимающую глубину:
Принимаем
Тогда
Во втором приближении глубина водобойного колодца определяется:
,
Где
При этом
,
что больше допустимых 5%.
Значит, повторяем расчет с учетом
Принимаем
В третьем приближении:
В четвёртом приближении:
, ,
Глубина водобойного колодца найдена:
Так как конструируем комбинированный гаситель энергии: водобойный колодец и водобойную стенку.
Принимаем , тогда
Методом подбора найдём
Принимаем
Тогда
При напоре над гребнем водобойной стенки её высота в комбинированном водобойном колодце составит:
[3, ф-ла 25.17, стр. 500]
Значение коэффициента расхода m зависит от профиля водобойной стенки и ее относительных размеров и обычно для прямоугольных и трапецеидальных водобойных стенок принимается равным 0,40-0,42.
Расстояние от сжатого сечения до верховой грани водобойной стенки принимается, как и в случае водобойного колодца:
[3, ф-ла 25.9а, стр. 496] (35)
Стоит подчеркнуть, что при проектировании крупных гидротехнических сооружений, параметры водобойных колодцев всегда рассматриваются на моделях в лабораторных условиях.
Ответ: глубина водобойного колодца , высота стенки, длина колодца
По полученным данным строим профиль водосливной плотины и комбинированного водобойного колодца (см. Приложения Д)
ЗАДАЧА 6 Вариант 5
Дано:
,
,
,
,
,
Определить:
открытия аi плоских затворов на гребне водосливной плотины для пропуска расходов воды, равных = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8Q при НПУ в верхнем бьефе.