Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

(ННГАСУ)

Инженерно-строительный факультет

Кафедра гидравлики

Курсовая работа

«Гидравлические расчеты гидротехнических сооружений равнинного гидроузла»

Выполнил студент III курса 294 А группы: М.А. Култышева

Проверил ст.преподаватель: _____________________ М.А. Янченко

Нижний Новгород

2014

Содержание

1.1 Основные расчётные формулы 6

1.2 Численный расчёт канала 7

2.1 Расчетные зависимости для определения критических глубин 9

2.2 Определение числа Фрудо при глубине равномерного движения 10

Критерии Фрудо находятся по зависимости: 10

2.3 Характер режима движения воды в канале 11

2.4 Определение вида кривой свободной поверхности в канале 11

Продолжение таблицы 3 14

14

14

14

14

14

14

27,295 14

64,192 14

2,352 14

64,05 14

0,1298 14

5958,53 14

27,56 14

65,481 14

2,376 14

64,17 14

0,1303 14

3243,51 14

27,83 14

66,78 14

2,3996 14

64,28 14

0,131 14

1658,86 14

28,21 14

68,625 14

2,4326 14

64,43 14

0,1313 14

259,94 14

3. Шлюз - регулятор 16

Принимается форма оголовка бычка. Берется самая распространённая 19

19

19

3.2 Уточненный расчет шлюза-регулятора 19

4 Гидравлический расчет водосливной плотины 22

4.1 Предварительный расчет водосливной плотины 23

4.2 Уточнённый расчёт размеров водосливной плотины 24

4.4 Расчёт водобойного колодца 29

30

4.5 Построение профиля водосливной плотины 31

По координатам строим график Кригера-Офицерова (рис. 12) 33

Рисунок 13- Схема истечения из-под затвора 35

5. Гидравлический расчёт многоступенчатого перепада 37

5.1 Расчёт входной части многоступенчатого перепада. 37

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). 37

5.2 Расчёт многоступенчатого перепада 40

Заключение 47

Библиографический список 48

Введение

На основании исходных данных требуется выполнить гидравлические расчёты комплекса сооружений гидроузла. Из условия пропуска назначенных расходов необходимо определить габариты сооружений, назначить число водосливных отверстий, проанализировать скоростные значения водного потока, с целью решения задач укрепления откосов, берегов и дна.

Комплекс гидроузла состоит из следующих сооружений: водосливная плотина; глухие плотины; здание ГЭС; шлюз-регулятор; магистральный канал; многоступенчатый перепад.

На рис.1 представлена схема компоновки сооружений гидроузла.

Рисунок 1 - Схема компоновки сооружений гидроузла

1. Расчет канала на равномерное движение воды

1.1 Основные расчётные формулы

Гидравлический расчёт канала выполняется по формуле Шези:

, м3 /c,

(1)

где - площадь живого сечения, м²;

- коэффициент формулы Шези;

(2)

R– гидравлический радиус, м;

(3)

i– уклон канала (по заданию);

n– коэффициент шероховатости русла, определяется по [3, табл.4], для грунтовых откосов и днаn=0,018;

- смоченный периметр канала.

Сечение канала принимается трапецеидальное, тогда по [3, рис.1] записываем все расчетные формулы:

	(4)
	(5) (6)
	(7)

Подставляем формулы (2) и (3) в (1), после преобразований можно получить модуль расхода удельной шероховатости:

(8)

1.2 Численный расчёт канала

Дано:

m= 2.5;

b= 4,0 м;

i= 0,0003;

n= 0,018;

Для определения глубины потока в канале проводится вспомогательные вычисления (табл.1), для чего предварительно вычисляется значение К_Шв общем виде:

(9)

,

Это значение должно попасть в вилку при построении графика. Таблица заполняется подбором.

Таблица 1 – Вспомогательные вычисления определения глубины воды в канале

№ п/п	Расчётная величина	Единица измерения	Попытки				Уточненная величина
			1	2	3
1	h	м	10	5	4	4,1
2	ω	м2	290	82,5	56	58,425
3	χ	м	57,85	30,9	25,52	26,058
4	КШ	м8/3	849,12	158,776	94,56	100,085

По данным табл.1 строится график, рис.2.

Рисунок 2 – График зависимости h = f( К_Ш )

При графическом решение обязательно создаётся погрешность, поэтому для получения значения h₀ = 4,1 м, приК_Ш= 100,59 м^8/3надо произвести уточнение величины.