4261

Определяем расхождение исходного равенства

3,202 0,305 100 90% 5% что не допустимо 3,202

Задаемся меньшей глубиной h= 0,6м. и определяем

Wк (ь мh к )hк

Wк (0,80 1,5 0.56)0.56 0,918м2

Вк m 2mhк 0,80 2 1.5 0.56 2,48м

Wк 0,9183 0,312м5 Bк 2,48

Определяем расхождение исходного равенства

0,312 0,305 100 2% 5%

0,312

Принимаем hк = 0,56м

2) Параметры над стенкой перепада

Глубина над стенкой перепада hn = 0,7 hк = 0,7·0,56 = 0,392 Wп = (m·hп+b) hп = 0.392·(0,80+1.5·0.392) = 0,544м2

Скорость движения на стенке перепада.

Выбираем тип укрепления входного участка. Согласно табл. 7.12 (1)

скорости Vп = 3,033м/с соответствует тип укрепления (выбираем по справочнику) при hп = 0,455<1м – Одиночное мощение на мху (слой не менее

5см из булыжника размером 15см) .

Vп = 3,033м/с (4.4)

1.2 Расчет водобойного участка

11

Методом подбора определяем глубину в сжатом сечении hc при = 0,9 –

коэффициент скорости (у всех идентичный).

Полный напор над стенкой перепада

Задаѐмся hс = 0,3м и вычисляем правую часть полного напора в сжатом сечении, для чего находим:

Wc hc (b mhc ) 0,4 (0,80 1,5 0,3) 0,375м2

Расхождение:

1,586 1,518 100 4% 5%

1,586

Принимаем в сжатом сечении глубину hс = 0,3м

2)Находим скорость в сжатом сечении

Подберѐм тип укрепления водобойного участка при скоростиVс = 6,799 м/с и глубине hс = 0,3 м согласно таблице 7.12 (1) –одиночное мощение на цементном растворе марки 200, из рваного камня размером 25см.

По таблице 7.2 (1) определяем коэффициент шероховатости n = 0,014.

1.3. Определение нормальной глубины водобойного участка.

Нормальную глубину hо(б) определяем методом подбора.

Задаемся hо(б) = 0.65м для которой элементы потока имеют:

W0 (b mh0 )h0 (,80 1,5 0,65) 0,65 1,15м2

12

R0 0 1,15 0.37м0 3,14

По таблице 7.6 (1) находим скоростную характеристику:

W f (R0 , n) 37,15 м с2

Расход воды:

Q W0W i0 1,15 37,15 0,0014 4,741,60 м3 с

Полученный расход сравниваем с заданным:

1,65 1,60 100 3% 5% - что допустимо. 1,65

Принимаем нормальную глубину hо = 0.65м

1.4. Установление формы сопряжения бьефов

Сравниваем h 'c' c h 0 .

13

h'c' h0 , сопряжение бьефов происходит при помощи сточного

прыжка.

1.5. Расчет длины водобойного участка.

Длину водобойного участка определить по формуле:

L l1 l2 ln lз ,

где l1 – длина падения струи; l2 – длина кривой подпора;

ln – длина гидравлического прыжка; lз – длина запаса.

Длина падения струи l1 определяется по формуле:

Длина кривой подпора l2 определяется способом Чарновского В.И. или способом Павловского Н.Н. Согласно заданию длину кривой подпора определяем способом Чарновского В.И.:

где Э1, Э2 – удельные энергии сечений (1-1) и (2-2); iWcp – средний уклон трения;

i0 – уклон согласно заданию.

Для нахождения l2 назначаем два сечения:

–сечение (1-1) по сжатому сечению с глубиной h1 hc

–сечение (2-2)–перед началом гидравлического прыжка с глубиной

h 2 h'0(c) .

Глубину h 2 h'0(c) определяем по графику, рис.4 или по графику 9.3,

[1], приложению 8, [2], приложению27, [3], для чего используем параметр m*h/b и за вторую сопряженную глубину h'0' (c) принимаем нормальную

14

скоростная характеристика W1=f (R1,n) = 34,62м и W2=f(R2,n) = 43,98м при

―n‖ выбранного типа укрепления водобойного участка определяется по таблице 9 или таблице 7.5 7.6, [1], приложению 7, [2], приложению 17, [3];

– уклон трения

После находим длину кривой подпора

опредиляем по формуле:

ln=K h''с=8,3 1,61=13,363м

Длина запаса l3 принимается как: lз 2h0 1.30 м.

После всего вычислить длину водобойного участка:

L l1 l2 ln lз 1,3 30,45 13,363 1,3 46,368м .

Для сокращения длины водобойного участка и гашения энергии в сжатом сечении необходимо устройство для гашения энергии в виде водобойной стенки с учетом определения формы сопряжения бьефов. То есть h''с=1,61 h0=0,65.

16

ЗАДАНИЕ II. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОБОЙНОЙ СТЕНКИ.

Схема одноступенчатого перепада с водобойной стенкой.

Высота водобойной стенки ―С‖ определяется по формуле:

C σ h'c' H,

где – коэффициент запаса, равный (1.05-1.1);

h 'c' – вторая сопряженная глубина из раздела ―определение формы сопряжения бьефов‖;

Н – гидростатический напор над водобойной стенкой.

Из формулы расхода водослива вычисляется полный напор потока:

где m= 0,42 – коэффициент расхода водослива.

Находится гидростатический напор:

при скорости потока перед стенкой водослива:

17

C hc'' H 1,1 1,61 1,13 0,641м

Расстояние от стенки перепада до водобойной стенки определяется по формуле:

L l1 ln 1.3 0,8 46,368 38,39м

где – опытный коэффициент, равный (0.7—0.8); ln – длина гидравлического прыжка;

l1 – длина падения струи.

Высоту ―С‖ и расстояние ―L‖ округляем до десятой доли целого числа.

18

ЗАДАНИЕ III. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ БЫСТРОТОКА.

Расчет входной части.

1. Определение ширины лотка.

Гидравлически наивыгоднейшую ширину лотка быстротока определяем по формуле Даденкова Ю.А. в 0.7655 Q 2 0,7655 2,52 1.1.

2. Определение критической глубины в начале быстротока.

Так как уклон подводящего русла i01<ik, то в начале быстротока устанавливается критическая глубина hk, которая определяется по формуле:

19

Расчет лотка быстротока.

1. Определение нормальной глубины.

Нормальная глубина в лотке быстротока определяется методом последовательного приближения расчетного расхода и сравнения его с заданным.

Задаемся произвольной глубиной h0 = 0,24м, вычисляем гидравлические элементы потока:

– площадь живого сечения 0 в h0 0.264

–смоченный периметр 0 в 2h0 1,58 ;

–гидравлический радиус R 0 0.264 0,167 ;

0 1,58

Скоростную характеристику W=f(R,na) определяем по таблице 9 или табл.

7.5 7.6, [1],приложению 7, [2], приложению 17, [3], при коэффициенте шероховатости с учетом аэрации потока ―na―, стр.210, [1], стр.230, [2] или na a n 1,33 0,014 0,019

сзаданным.

2.502,45 100 2% 5% что допустимо.

2,50

2. Определение длины кривой спада.

20