VII. Расчет гасителя

В нижнем бьефе за водосливом проектируется водобойная часть прямоугольного сечения с постоянной шириной в = nв + (n - 1)t, где толщина быков t = 2.

Исходные данные:

Q = 700 м³/ч

n = 6 м

v = 1.45 м/с

ОД = 116 м

ФПУ = 138 м

НПУ = 137 м

УНБ₁ = 122 м

УНБ₂ = 123 м

Ширина пролета 6 м

Определим ширину водобойной части по формуле:

в = nв + (n - 1)t

в = 6 * 6 + (6 - 1)2 = 46 м

Находим удельный расход по следующей формуле:

Коэффициент скорости φ принимаем равный 0.9 по приложению П. 13. Найдем полную удельную энергию верхнего бьефа относительно дна нижнего бьефа:

Зная удельную энергию, найдем глубину сжатого сечения h_с по формуле:

Найдем значение h_c1, учитывая значение h_с:

Сравнив значения h_c и h_с1, выясним, что разница не превышает 2%. По способу И.И. Агроскина найдем значение относительной сжатой глубины по следующей формуле:

Учитывая найденное значение, найдем функцию:

По приложению П.14 находим значение

Тогда искомая глубина в сжатом сечении h_c^| = τ_cЕ₀ = 0.88 м, вторая сопряженная глубина h_c^|| = τ_c^|| Е₀ = 7.2 м, так как h_c^|| ˃ h_н, то в нижнем бьефе наблюдается сопряжение по типу отогнанного прыжка., что является неблагоприятным условием, поскольку в этом случае необходимо крепление отводящего русла. Поэтому при проектировании плотин стремятся обеспечить сопряжение бьефов по типу надвинутого прыжка, для этого в нижнем бьефе предусматривается устройство гасителя энергии (водобойного колодца или водобойной стенки).

Расчет водобойного колодца обычно производят методом последовательных приближений. Необходимая глубина колодца, отвечающая прыжку, находится по формуле:

Перепад при выходе потока из водобойного колодца в отводящее русло

При наличии колодца дно нижнего бьефа понизится, полная удельная энергия потока увеличится:

Е₀₁ = Е₀ + d₁ = 21.1 + 4.47 = 25.57

Тогда пересчитываем глубину сжатого сечения:

Найдем значение h_c1, учитывая значение h_с:

Сравнив значения h_c и h_с1, выясним, что разница не превышает 2%. По способу И.И. Агроскина найдем значение относительной сжатой глубины по следующей формуле:

Учитывая найденное значение, найдем функцию:

По приложению П.14 находим значение

Тогда искомая глубина в сжатом сечении h_c^| = τ_cЕ₀ = 0.82 м, вторая сопряженная глубина h_c^|| = τ_c^|| Е₀ = 7.69 м.

Новое значение глубины колодца:

L_кол = 3 h_c^|| =3*7.69 = 23.07 м

Список литературы

1. С.А. Павлов, Н.М. Каленюк / Гидравлический расчет узла с/х водоснабжения// учебное пособие., АГАУ, Барнаул 2003.

32