Определение гидравлических характеристик потока.

Для определения нормальной глубины отводящего канала воспользуюсь графиком , построенном в подразделе 2.1.1, предварительно вычислив расходную характеристику , соответствующую нормальной глубине .

 

График для определения нормальной глубины построен в подразделе 2.1.1.

 

Из графика видно, что при числовом значении , величина нормальной глубины принимает следующие значение .

Критическая глубина не зависит от уклона дна, поэтому сохранится неизменной на протяжении всего призматического русла:

 

 

Соответственно не изменится и критический уклон:

Сравню полученное значение с заданным и полученное значение с .

т.к. и .

то можно сделать вывод, что поток находится в спокойном состоянии.

Выясняя условие сопряжения бьефов быстротока и отводящего канала, приходим к следующему выводу: при смене уклонов на возникает гидравлический прыжок.

Расчет гидравлического прыжка

Явление скачкообразного перехода бурного потока с глубиной меньше критической называется гидравлическим прыжком.

Рис. 2.12.

 

Расчет гидравлического прыжка сводится к определению его характеристик: второй сопряженной глубины, длины гидравлического прыжка (рис. 2.12).

Выполняю расчет в следующей последовательности:

определю сжатую глубину методом последовательного приближения:

,

где удельный расход;

коэффициент скорости, ;

энергия, с которой поток приходит в отводящий канал.

, т.е. энергия на конце быстротока, которую можно определить из уравнения:

где: глубина на конце быстротока, определяется по кривой свободной поверхности при длине , указанной в исходных данных; при

скорость на конце быстротока, определяется по формуле:

В первом приближении не учитывается в знаменателе тогда

Во втором приближении учитывается в знаменателе тогда

т.к. расхождение между и составляет меньше 5% то принимаем за сжатую глубину последнее числовое значение.

 

Рекомендуется за первую сопряженную глубину принять глубину равную сжатой:

Определю вторую сопряженную глубину по формуле:

Принимаем

Сделаем выводы о типе гидравлического прыжка:

т.к. то гидравлический прыжок отогнанный.

Значит, в выходной части нужно устанавливать гаситель энергии.

 

Расчет водобойного колодца

Гашение энергии в водобойном колодце осуществляется затоплением гидравлического прыжка, образующимся в колодце при выходе потока с быстротока.

Расчет гасителя энергии за быстротоком сводится к определению глубины и длины водобойного колодца. Глубина колодца определяется методом подбора.

1. В первом приближении глубина колодца d определяется по формуле:

где σ₁ – коэффициент запаса (1,05-1,10); h₁^”- выше определенная глубина, сопряженная с глубиной h_c1= h₁^’ при энергии E₀₁= E_кб; h_б – нормальная глубина в канале за быстротоком, она не зависит от глубины колодца и остается неизменной в о втором и третьем приближении (h_б = h ₀₃).

2. Во втором приближении глубина водобойного колодца определяется с учетом глубины d₁:

 

 

Здесь σ₂ = (1,2÷1,3); h₂^” определяется с учетом глубины колодца d₁ по предыдущей методике при энергии:

E₀₂= E_кб+ d₁

т.к. d₁ и d₂ отличаются менее чем на 5%, то глубина колодца d = d₂ = 0,616

 

Длина водобойного колодца l_k определятся суммой дальности отлета струи l_отл и длины подпертого прыжка l_nn:

l_k= l_отл+ l_nn,

l_k =6,05+5,71=12,92 м

l_nn = 0,8· l_n =6,87 м,

где l_n – длина гидравлического прыжка, определяемая по рекомендации Н.Н. Павловского:

l_n = 2,5 ·(1,9· h^”-h^’)=2,5·(1,9·1,681-0,331)=8,58 м

 

УКРЕПЛЕНИЕ РУСЕЛ

При изменении уклонов,на входном и выходном участках быстротока, на входной части перепада скорость потока в большинстве случаев превосходит допустимую скорость по грунту. В этих условиях требуется устройство укрепление русла. Размеры и тип крепления назначают на основании гидравлических расчётов, исходя из условия свободного растекания потока на плоском дне. Исходными данными для определения служат глубина и скорость потока на данных участков, характер грунтов, слагающих русло, а также уклон русла.

Существуют три типа укрепления русел:

1) Сборными бетонными и железобетонными плитами;

2) Монолитным бетоном;

3) Мощением или наброской камнем.

Размер укрепляемого участка русла принимают с учётом типа укрепления. Границы укрепляемого участка назначают на основании эпюры рассекания потока. Тип укрепления русел выбирают на основании технико-экономических показателей.

Наряду с традиционными типами укрепления выходных русел может быть использована дешёвая, лёгкая и технологичная мягкая конструкция, позволяющая на 20-40 % уменьшить глубину размыва по сравнению с типовым укреплением и представляющая собой полотнище синтетического материала, уложенное на предварительно спланированный грунт.

В данной курсовой работе не ставится задача определения типа крепления и его размерах. Достаточно выяснить необходимость укрепления русла на входной части быстротока и перепада.

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: