3. Шлюз - регулятор

Шлюз-регулятор служит для организованного забора воды из водохранилища и подачи ее в канал. Он состоит из ряда водопропускных отверстий перекрываемых плоскими затворами. Водопропускные отверстия разделяются промежуточными бычками. С берегами шлюз-регулятор сопрягается посредствам береговых устоев. Цель расчета заключается в определение габаритных размеров шлюза-регулятора, определения напора на гребне, подбора размеров плоских затворов. Для расчета шлюза-регулятора используются следующие данные и схемы.

Q_К= 95 м³/c – расход воды в канале

Расчет шлюза-регулятора производится методом последовательных приближений. В начале многие расчетные величины задаются. В процессе расчета они уточняются, поэтому расчет делится на предварительную и уточненную стадии.

1 – порог водослива; 2 – водосливные пролеты; 3 – промежуточные быки;

4 – береговые устои; 5 – затворы

Рисунок 6 – Схема шлюза-регулятора

3.1 Предварительная стадия расчета шлюза-регулятора

1.В первом, приближении выбирается значение произведенияεm,

где ε – коэффициент бокового сжатия струи, принимается ε= 1;

m= 0,994– коэффициент расхода шлюза-регулятора по [3, табл.5];

2.Рассчитывается ширина водосливного фронта, по формуле(6):

В = b + mh, м

где b= 4 м – ширина канала по дну;

m= 2,5 – заложение откоса канала;

h= 4,1 м – глубина воды в канале.

В= 14,25м

3.Определяется затопляемость водослива. Для этого определяются 2 величины:

1) Подтопление, при h_НБ=h₀= 4,1 м – глубина нижнего бьефа;

hП = hНБ – РН	(((17)
hП= 3,3 м – величина подтопления. 2) Критическая глубина:
	(((18)

,

Проверяется условие:

h_П= 3,3 м >h_K= 1,703 м – водослив подтопленный.

4.Находится напор на пороге водослива из формулы для подтапливаемых водосливов:

(19) (20) (

где =h_ПОД– высота подтопления,h₂= 3,3м;

φ_П– коэффициент определяемый по [3, табл.6],φ_П= 0,994

= 3,51075 м

5.Вычисляются габариты затвора:

Hз = H0 + 0,5

(((21)

H_з= 4,01075 м

Принимается стандартное значение по [3, табл. 7] - H_затв= 4,0 м

Ширина водосливного отверстия принимается:

bот= 2Hз

(((22)

Принимается стандартное значение по [3, табл. 7] - b_отв= 8 м

6.Уточняется число водосливных отверстий:

nот = B/ bот

(((23)

n_от = 2

7.Выбирается толщина бычка:

Толщина бычка обычно делается кратной 5. Минимальная толщина 1 м dБ= (0,15÷0,2)bот

(((24)

d_Б= 1,2 м

Назначается число промежуточных бычков

n_Б = n_от– 1 (25)

n_Б= 1

Принимается форма оголовка бычка. Берется самая распространённая

Рисунок 6.1 Форма оголовка быка

8.Находится общая ширина водосливного фронта шлюза-регулятора:

Вшр = bот nот + dБ nБ

(((26)

В_шр = 17,2 м.

На этом предварительная стадия расчета заканчивается. Дальнейший расчет связан с уточнением намеченных размеров.