МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Гидравлика”

КУРСОВАЯ РАБОТА

“Гидравлический расчет узла гидротехнических сооружений”

Выполнил: ст. гр. 110127

Фралов О.И.

Принял: Ивашечкин В.В.

Минск, 2008

Содержание

1. Расчет магистрального канала

1.1. Определение размеров канала. Нормальных глубин

1.2. Расчет канала гидравлически наивыгоднейшего поперечного сечения

1.3. Определение типа и построение кривой свободной поверхности

2.Сбросного канала

3. Расчёт распределительного канала

4. Расчет водозаборного регулятора. Определение рабочей ширины регулятора при максимальном расходе в магистральном канале

5. Расчет быстротока

4.1. Расчет входной части

4.2. Расчет водоската

4.3. Расчет выходной части

5. Расчет водосливной плотины

1. Расчет магистрального канала

1.1. Определение размеров канала. Нормальных глубин

Так как канал будет сооружаться в гравелистых грунтах,а условия содержания магистрального канала приняты выше средней нормы, то воспользуемся таблицей из справочника для определения коэфициента заложения откоса канала и коэфициента шероховатости .

_m=1.5

_n=0.0275

Определение ширины поперечного сечения каналов сводится к определению ширины по дну и глубины наполнения по заданным параметрам:

_{Qн=9,5 м3/с}

_i=0.00035

При расчетах будем использовать рациональное соотношение между шириной канала по дну и глубиной его наполнения т.е.

Вычислим значение по известной формуле Гиршкана:

.

Далее воспользуемся методом подбора:

1.зададимся произвольным значением

2.определим значение

3.находим площадь поперечного сечения трапециидального канала по формуле

4.определяем смоченный периметр по формуле

5. находим гидравлический радиус из равенства

6.расчитываем по формуле Маннинга коэффициент Шези

где y – показатель степени, определяется при R<1,0м

при

7.подставляем найденные значения в формулу Шези и определяем расход воды в канале при заданном значении

8.продолжаем задаваться новыми значениями и определять расходы

9.результаты заносим в таблицу

8.строим график

9.по графику при заданном значении определяем параметр , а затем и параметры

Например, зададимся значением _м, тогда:

Таблица 1

b,м	h,м	w,м2	X,м	R,м	С,м0,5/c	Q,м3/c
2	0,530926	1,484677	3,914283	0,379297	30,93836	0,529241
4	1,061853	5,938709	7,828565	0,758595	34,72713	3,36047
6	1,592779	13,3621	11,74285	1,137892	37,15502	9,907787
8	2,123706	23,75484	15,65713	1,51719	38,97989	21,33765
5,91	1,568888	12,96424	11,56671	1,120824	37,06155	9,516413

_{По данным таблицы 1 строим график зависимости}

_{Приложение 1}

_{Приложение 1}

По графику видно, что в канале с соотношением между шириной канала по дну и глубиной его наполнения , будет обеспечиваться расход при значениях _b=5,91м и _h=1,57м. Остальные параметры также приведены в таблице 1.

Теперь, выбрав размеры поперечного сечения магистрального канала, проверим данный канал на незаиляемость из условия и на неразмыв ()

Для этого воспользуемся приведенным выше методом подбора, приняв _b=5.91=const, а только изменяя глубину наполнения канала

Заполняем таблицу 2. и по ее данным строим график вида

Например , тогда:

Таблица 2

b,м	h,м	w,м2	X,м	R,м	С,м0,5/c	Q,м3/c
5,91	0,5	3,33	7,712776	0,431751	31,61352	1,2941
5,91	1	7,41	9,515551	0,778725	34,87905	4,266866
5,91	1,5	12,24	11,31833	1,081432	36,84121	8,773015
5,91	2	17,82	13,1211	1,358118	38,26692	14,86736

По данным таблицы 2 строим график .

Приложение 2

Из условия известны максимальный и минимальный расходы в канале:

по графику определяем значения и

, зная заданные экстремальные расходы и .

находим значение допустимой неразмывающей скорости в магистральном канале: .

Выписываем из таблиц 1 и 2 значения площадей поперечного сечения магистрального канала:

м²

м²

м²

Рассчитываем средние скорости в канале при различных значениях расхода воды в канале по формулам:

м/c

м/c

м/c

Как видно из полученных значений скоростей, ни одна из них не превышает допустимую скорость, а, значит, канал выбранных размеров может пропускать заданные расходы не подвергаясь размыву.

Теперь сделаем проверку канала на незаиление.

Вычислим заиляющую скорость по формуле Леви , приняв значение гидравлического радиуса R=R_min=0,988 тогда значение заиляющей скорости будет равнo V_заил=0.5*=0,497.

Заметим, что скорости , а это значит, что канал не будет заиляться.

Окончательно примем размеры сечения магистрального канала равными:

b=5,91м

h=1,57м

-мормальная глубина в канале при пропуске нормативного раксхода

По графику (см. выше) определим нормальные глубины в канале выбранного поперечного сечения для экстремальных расходов Q_max=14,25 м³/ч и Q_min=7,125. м³/ч. Определим, что:

h₀^max=1,96м

h₀^min=1,34м

h₀^н=1,57м

Теперь строим в масштабе поперечное сечение трапециидального магистрального канала

Приложение3