Глава7. Гидравлический расчет

 

С помощью гидравлического расчета определяются размеры по­перечных сечений элементов осушительной сети, глубина и ско­рость течения воды, которые должны находиться в пределах до­пустимых значений. Расчет проводится для тех же элементов про­водящей сети, для которых определены расходы и построены про­дольные профили.

Форма и размеры поперечного сечения каналов должны обеспе­чивать устойчивость каналов против деформации, а также бесподпорную работу впадающих элементов осушительной сети, своевре­менный отвод воды в водоприемник. Условия пропуска, расчетных расходов принимаются из табл.6.

Средняя глубина канала на рассматриваемом участке (между створами) и продольные уклоны дна принимаются с продольных профилей, заложения откосов - из табл.5. Коэффициент шерохо­ватости n для вновь строящихся каналов можно принять равным

0,03.

Скорости течения воды в каналах не должны быть менее 0,2 м/с, и более допустимых скоростей на размыв, отмеченных в табл.10.

Гидравлический расчет проводится по формулам равномерного движения для каждого расчетного створа (в курсовом проекте только для первого створа). Могут быть использованы различные способы, например способ И.И.Агроскина, линейка Пояркова, раз­личные номограммы и графики.

Проведем расчет канала по способу И.И.Агроскина. Исхо­дные данные: q_пп=11,14м³/с, q_быт  = 0,102 м³/с,  m = 3; уклон дна J=0,0001, n = 0,03; средняя, глубина канала в районе первого створа Нср=4,1м (см продольный профиль ка­нала рис. ).           

Определяется функция  = 2 = 6,32        , где

По таблице для гидравлических расчетов каналов оп­ределяются С и Rгн. При первом значении функции С= 8,12 и Rгн =0,17 м, при втором значении, соответственно 68,0 и 2,75 м.

Определяя глубину наполнения канала h_р, условно можно принять h_р = 2 Rгн. Эта глубина не должна быть больше средней глубины канала. При q_пп = 11,14 м³/с h_р=0,34 м, при q_б =0,102 м³/с  h_р = 5,5 м. Отсюда видно, что наполнение канала не превышает допустимой величины, т.е.( Нср - 0,5) = 3,6 м.

Для определения ширины канала по дну применяем отношение h_р / Rгн =2, после чего по гидравлическим таблицам определяем отношение  в / Rгн =0,65, откуда в  = 1,8 м.

В этом случае требуется пересчет гидравлических парамет­ров канала. Однако, учитывая, что результаты изменятся незна­чительно, эту работу можно не проводить.

После определения ширины канала по дну строятся попереч­ные сечения, показанные на рис .

Ширина канала по верху и по урезу воды определится по за­висимостям: В= в+2mH=23,4 м,     где Н =107,4 м  - глубина канала в выбранном створе..

Гидравлический расчет закрытого коллектора. Расчет сводится к определению диаметров труб и длин участ­ков с различными диаметрами. Расчет проводится графическим способом с использованием табл.11.

В истоке коллектора расход воды минимальный, соответствен­но этому и диаметр труб принимается минимальный, но не менее 7,5 см. В расчетах можно принять его равным 10 см. В направле­нии к устью расход увеличивается, в связи, с чем диаметры труб также увеличиваются.

Полагаем, что изменение расхода по длине закрытого коллек­тора происходит линейно.

Исходные данные: длина коллектора составляет 2450 м, расход в устье – 56 л/с; уклон проектного дна - 0,001.

На рисунке по вертикальной оси отложен расход, а по го­ризонтальной - длина коллектора. Точки соединены прямой.

По таблице 11 при заданном уклоне ищем расход 56 л/с. По­скольку такого расхода нет, принимаем ближайший больший 71,2 л/с и отмечаем на графике в виде горизонтальной линии. Этому расходу соответствует диаметр трубы 40 см..

Следующий за ним меньший стандартный диаметр равен 35 см. Ему соответствует расход 49,9 л/с и скорость 0,52 м/с. На графике это отражено в виде следующей горизонтальной линии.

Таким же образом из табл.11 выписываются остальные данные, включая диаметр 7,5см.

На графике показана ступенчатая фигура, которой со­ответствуют диаметры труб 40, 35, 30, 25, 20, 17,5 15, 12,5 10, 7,5 см. Им соответствуют (с графика) длины участков 260, 720, 580, 400, 140, 120, 80, 80, 40,40 м, которые в сумме дают полную длину коллектора – 2450 м.