6.3.4 Расчёт 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. 6.3). Глубина в сжатом сечении непосредственно влияет на установление формы сопряжения бьефов и поэтому имеет важное значение для дальнейшего расчёта.
Определяем критическую глубину:
(6.34)
Определяем полную удельную энергию в сечении перед водосливом:
(6.35)
Рисунок 6.3 – Оголовок и сжатое сечение
Относительная удельная энергия сечения в верхнем бьефе:
(6.36)
По
графику [11, рис. 12.3 , стр. 171] определяем
глубину
в сжатом сечении и глубину
- второй сопряжённой со сжатой, в
зависимости от величины
,
определяю
и
.
Отсюда, сопряжённые глубины:
(6.37)
(6.38)
Глубина
в НБ при
=5013
(м3/с),
hНБ
=
5,57 м, следовательно, прыжок отогнанный
(hc’’>
hНБ).
Отогнанный прыжок за плотиной не допускается, и проектируется сопряжение бьефов по типу затопленного прыжка. Для этого необходимо создать с нижнем бьефом соответствующую глубину или погасить часть избыточной энергии с помощью гасителей энергии. Так как высота плотины выше 40 метров и она находится на скальном основании, то принимаем гашение энергии способом свободно отбрасываемой струи
6.3.5 Сопряжение бьефов свободной отброшенной струей.
Высота от дна до носочка:
(6.39)
где
глубина в НБ при
Отметка носка:
(6.40)
Скоростное падение (напор воды на носке):
(6.41)
Скорость потока воды на носке:
(6.42)
где
коэффициент скорости потока,
.
Высота потока воды на носке:
(6.43)
где
(6.44)
Число Фрудо:
(6.45)
Дальность отлета струи:
(6.46)
где
Коэффициент аэракции,
угол
наклона носка,
(6.47)
По формуле (6.46):
Проверим
на выполнение условия
.
33,3
0,5*57,49
33,3
28,75 – условие выполняется.
Глубина размыва – яма:
(6.48)
где
(6.49)
d – средняя крупность отдельностей, принимает d=1 м.
Таким образом:
м
Центр ямы:
(6.50)
где
(6.51)
