4.6 Определение высоты открытия затвора на водосливной плотине

Рисунок 13- Схема истечения из-под затвора

Согласно заданию [п.3.3.3] требуется пропустить расход Q=0,5Q_{пролёта}при открытии затвора на величину a.

- расход на водосливной плотине по ф. (31)

- расход через пролет, (53)

где n= 12 - число пролетов.

Q_{пролета}=

Расход на гребне водосливной плотины, очерченной по координатам Кригера – Офицерова, при истечении из-под щита рассчитывается по формуле:

(54)

где φ=0,98÷0,99 - коэффициент скорости;

- коэффициент вертикального сжатия;

- ширина затвора равная ширине водосливного пролёта

по ф. (34)

т.к. величина , то расчет выполняется методом подбора в таблице. Следует иметь в виду следующее обстоятельство, при открытии затворачерез отверстие протекает весь расход.

Таблица 8 – Определение высоты открытия затвора

,м		=	,м3/с
0,5	0,112	0,616	27,455
1,0	0,224	0,621	53,6891
1,5	0,336	0,627	78,7078
2,0	0,448	0,638	117,064
2,5	0,56	0,652	126,904

На основании данных табл. 8 строим график Q = f(a)(рис 14).

Рисунок 14 – Определение высоты открытия затвора

5. Гидравлический расчёт многоступенчатого перепада

Многоступенчатый перепад проектируется прямоугольной формы и состоит из входной части, ступеней, выходной части. Расчетный расход равен расходу в канале.

Q_расч = Q_канала = 95 м³/с

5.1 Расчёт входной части многоступенчатого перепада.

Входная часть рассматривается как незатопленный водослив с широким порогом. Высота порога водослива равна нулю. Сопряжение стенок канала с входной частью многоступенчатого перепада осуществляется с помощью косых плоскостей (рис. 15).

Рисунок 15 – Сопряжение канала в верхней части многоступенчатого перепада

1.Расчётный расход равен расходу в канале=95 м³/с

2.Определяется ширина входной части многоступенчатого перепада

(55)

На этом этапе- сжатия нет;

- т.к. высота порога водослива равна нулю, по [3, табл. 5].

= м – глубина воды в канале из табл.1.

v= 1,63 м²/с – скорость воды в канале.

м

= 6,36 м

3.Уточняется значение величины.

1–0,2

=0,7–коэффициент бокового сжатия, по [3, рис. 3].

4.Уточняется величина:

м

5.Определяется глубинана входной части

	(56)
	(57)

=0,52 по [3, рис. 2].

0,524,249 =2,21 м

Q= 0,98∙2,21∙6,51∙м³/с

6. Назначается длина водослива входной части

6 ∙= 25,494 м

5.2 Расчёт многоступенчатого перепада

Независимо от высоты перепада и числа ступеней расчёт ведётся для первой и второй ступени. Размеры всех остальных ступеней равны размерам второй ступени. Высота ступеней назначается в пределах 2,54,0 м.

По заданию общее падение перепада Р=10 м (назначается 4 ступени по Р_С= 2,5 м).

5.2.1. Расчёт первой ступени

Рисунок 16 – К расчету первой и второй ступеней

1.Определяется удельная энергия потока на первой ступени.

	(58)
03м/с	(59)

м/с

= 6,603 м/с

= 2,5 м – высота ступени

м

2.Определение критической глубины потока и сопряжённых глубини

м

(60)

Определение сопряжённой глубины проводится в табличной форме.

Таблица 9 – Расчет величины

0,00	7,15	1,72	100%
1,72	5,43	2,04	15,7%
2,04	5,11	2,1	2,9%

Определяется вторая сопряжённая глубина

Определяется напор на первой ступени из формулы не подтопленного водослива

Q = σП ε m b H0 2/3

где σ_П– коэффициент подтопления, σ_П= 1;

ε – коэффициент бокового сжатия, ε = 1;

m= 0,42 – коэффициент очертания ступени по [3, табл.5];

м

3.Определяется геометрический напор

(61)

=1,1– коэффициент запаса на затопление ступени.

=3,38 м/с

₁= 3,608 м

4.Определяется высота ступени колодца.

(62)

м

5.Определяется длина первой ступени

(63)

	(64)
	(65)

_{β = 0,8}

м

м

(66)

= 17,67м – длина прыжка

= 19,8м