3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока


Название3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока
страница2/6
Дата публикации23.06.2013
Размер0.83 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Математика > Документы
1   2   3   4   5   6

Рисунок 3.6- Блок-схема алгоритма расчёта кривой неравномерного движения воды на лотке быстротока по способу В.И.Чарномского

h2>hол+h

Да

Нет

Да

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

3

1

2
Наиболее часто ширина отводящего русла канала бывает больше ширины лотка, поэтому водобойная часть – успокоитель может устраиваться непризматическим (расширяющимся) или выполняться призматическим, т.е. постоянного сечения. В курсовой работе рекомендуется успокоитель принять призматическим, прямоугольной формы поперечного сечения и шириной по дну, равной ширине лотка быстротока . Опыт исследований и эксплуатации быстротоков показывает на ряд преимуществ сопряжения бьефов в призматических руслах – имеются теоретические методы расчёта условий сопряжения и гасителей энергии, высокая эффективность и надёжность в работе из-за исключения возможности образования сбойности течения, при которой динамическая ось потока может изменять своё положение в пространстве и во времени.

^ Рисунок 3.7- Схема выходной части быстротока

Переход от прямоугольной формы сечения успокоителя к трапецеидальному сечению канала удобно осуществить с помощью выходного оголовка по типу обратная стенка (см. рис. 3.7). Уклон дна выходной части принимается равным . За успокоителем для защиты канала от размыва на послепрыжковом участке и участке растекания потока до бытовых условий предусматривается устройство концевого бетонного крепления (рисбермы).
3.4.1. Установление характера сопряжения потоков в нижнем бьефе быстротока

В нижнем бьефе гидротехнических сооружений можно выделить сечение, называемое сжатым, которое отличается от других сечений минимальной площадью и максимальной скоростью. Для быстротока таким сжатым сечением является сечение С-С в конце лотка быстротока, глубина в котором , называемая сжатой глубиной, определена была ранее по способу проф. В.И. Чарномского.

Так как в сжатом сечении и поток всегда находится в бурном состоянии, а в отводящем русле , что соответствует условиям спокойного состояния, то переход из бурного состояния в спокойное возможен только при помощи гидравлического прыжка (рис. 3.8).



Рисунок 3.8 - Схема гидравлического прыжка

Глубины в начале прыжка и в конце его называются сопряженными или взаимными. Разность между сопряженными глубинами представляет собой высоту прыжка. Длина называется длиной прыжка.

Связь между сопряженными глубинами в призматическом русле выражается из основного уравнения прыжка

,

(3.12)

где

-

корректив количества движения (коэффициент Буссинеска);




-

площади живых сечений потока в начальном и концевом сечениях прыжка;




-

глубины погружения центров тяжести этих сечений.

Для прямоугольного русла основное уравнение (3.12) упрощается, приводится к квадратному, в результате решения которого получены формулы

,

(3.13)

.

(3.14)

Для прыжка, образованного в сжатом сечении С-С, зависимость (3.14) записывается в виде

.

(3.15)



Порядок установления формы сопряжения потоков в выходной части быстротока
По зависимости (3.15) определяется вторая сопряженная глубина сжатой, где - сжатая глубина в конце лотка быстротока, подсчитанная ранее по способу проф. Чарномского.

Сравнивая с бытовой глубиной в сбросном канале, равной нормальной глубине , определяем форму сопряжения бьефов.

В зависимости от места расположения гидравлического прыжка относительно сжатого сечения различают три формы сопряжения бьефов (см. рис. 3.7).

  1. Если , наблюдается критическая форма сопряжения (первый тип сопряжения на схеме), при которой начало прыжка будет расположено в сжатом сечении . Эта форма сопряжения очень неустойчива и не может быть принята за расчётную.

  2. Если , сопряжение происходит по типу отогнанного прыжка (второй тип сопряжения), при котором начало прыжка будет расположено правее сечения , а сам прыжок может быть отогнан даже за пределы успокоителя на рисберму или в сбросной канал.

  3. Если , происходит устойчивая форма сопряжения бьефов по типу затопленного прыжка (третий тип сопряжения на схеме). Сжатое сечение будет затоплено прыжком, начало которого располагается в пределах лотка.

Если окажется, что , то в этом случае, как указано было выше, гидравлический прыжок будет затоплен без устройства гасителей энергии и тогда длина водобойной части – успокоителя в рассматриваемом случае определится*).

,

где - длина затопленного прыжка.

По рекомендациям М.Д. Чертоусова

.

За успокоителем в пределах послепрыжкового участка и участка растекания потока до бытовых условий устраивают рисберму, по длине которой размывающая способность потока должна постепенно уменьшаться за счёт гашения избыточной кинетической энергии потока и снижения придонных скоростей.

длину рисбермы назначают равной*)



В случае отгона гидравлического прыжка или критической формы сопряжения бьефов может быть применен один из известных гасителей энергии (водобойная стенка, водобойный колодец, комбинированный водобойный колодец).

      1. ^ Гидравлический расчёт водобойной стенки


Принцип действия водобойной стенки сводится к определению её высоты, местоположения и проверки условий сопряжения потоков за стенкой.



Рисунок 3.9 – Расчётная схема водобойной стенки

Порядок расчёта водобойной стенки

  1. Определяется глубина, необходимая для затопления гидравлического прыжка

,

(3.16)

где - коэффициент затопления прыжка.

  1. Высота водобойной стенки, обеспечивающая затопление прыжка, определяется по формуле

.

(3.17)

Геометрический напор над стенкой , работающей как водослив с тонкой стенкой, определится из формулы расхода

,

(3.18)

где и - соответственно коэффициент подтопления и коэффициент расхода водослива с учётом скорости подхода.

Так как и , то задача по определению высоты стенки решается подбором или методом последовательных приближений:

  1. Задаются высотой водобойной стенки .

  2. Устанавливается величина геометрического напора для принятого значения высоты водобойной стенки .

  3. Устанавливается характер работы стенки из условия подтопления её уровнем воды нижнем бьефе.

Для определения коэффициента подтопления водослива можно воспользоваться графиком (рис. 3.10), построенным по данным Н.П. Павловского, видоизмененным для значений от 0,5 до 0,7.

Рисунок 3.10 – График .

Высота подтопления водослива со стороны нижнего бьефа определяется как разность между бытовой глубиной и высотой стенки. Из графика видно, что если , то величина коэффициента подтопления водослива равна , следовательно, водослив подтоплен.

  1. Приняв коэффициент расхода для водослива с тонкой стенкой равным , по расчётному уравнению (3.18) определяется расход, проходящий через стенку, при принятой её высоте. Если подсчитанный расход окажется больше расчётного, то высоту стенки необходимо увеличить и весь расчёт повторить.

Расчёт сводится в табл. 3.4.

^ Таблица 3.4 К определению высоты водобойной стенки

,

,

,

,

,

,

,

м

м

м

м







м3




const
















Для сокращения расчётов по подбору высоты стенки можно по данным табл. 3.4 построить график (рис. 3.11), по которому, зная расчётный расход, определить .

При определении длины водобойного колодца, образованного водобойной стенкой, исходят из критической формы сопряжения. Применительно к этой форме сопряжения длина водобойного колодца в общем случае определяется по трехчленной формуле Н.Н. Павловского

,

(3.19)

где

-

расстояние от сооружения до сжатого сечения;
-

длина прыжка, образованного в сжатом сечении;

, м





3
-

некоторый запас в длине колодца.

Рисунок 3.11 – График

Так как гидравлический прыжок с низовой стороны подпирается водобойной стенкой, т.е. образуется подпертый гидравлически прыжок, длина которого меньше длины свободного совершенного прыжка , то формула (3.19) дает преувеличенную длину водобойного колодца. Поэтому в практических расчётах предлагается определить длину водобойного колодца по зависимости

.

(3.20)

В нашем случае , так как сечение совпадает с концом лотка быстротока (рис. 3.9.).

Длину прыжка можно определить по эмпирическим зависимостям, полученным для прямоугольных русел,

Н.Н. Павловского

;

(3.21)

М.Д. Чертоусова

;

(3.22)

П.М. Степанова

.

(3.23)

где

-

глубина перед прыжком;




-

длина прыжка, образованного в сжатом сечении;




-

критическая глубина в русле, где возникает прыжок;




-

число Фруда в начале прыжка;




-

средняя скорость потока в начале прыжка.

Две последние формулы дают наименьшие расхождения с опытными данными.

3.4.3. Определение формы сопряжения потоков

за водобойной стенкой

За водобойной стенкой образуется новый гидравлический прыжок, поэтому для расчёта формы сопряжения, определяемой местонахождением прыжка, должны быть известны сжатая глубина за стенкой и глубина ей сопряженная.

Сжатая глубина за стенкой в сечении (см. рис. 3.9) определяется из уравнения энергетического баланса

,

(3.24)

где

-

коэффициент скорости, рекомендуемое значение ;




-

площадь потока в сжатом сечении с глубиной ;




-

удельная энергия потока перед стенкой относительно дна нижнего бьефа;




-

средняя скорость потока после сооружения.

Задача по определению из приведённого расчётного уравнения (3.24) решается методом подбора или графоаналитическим путем. Задаваясь значениями , по уравнению (3.24) подсчитывается расход . Расчёт сводится в табл. 3.5. По данным таблицы строится график зависимости (рис. 3.12), по которому,зная расчётный расход,определяется .
1   2   3   4   5   6

Похожие:

3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока icon3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока
На трассе сбросного канала между пк30 и пк 32 наблюдается резкое падение рельефа, причём величина уклона местности значительно превышает...
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока iconПроектирование внутреннего водопровода
Целью курсовой работы является: определение расчетного расхода воды, гидравлический расчет внутренней водопроводной сети, подбор...
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока icon2. 1 Сооружения и устройства станционного хозяйства. Локомотивного...
Тема 2 Сооружения и устройства сцб и автоматики на перегонах и на станциях Тема 3 Связь. Линии сцб и связи. Техническое обслуживание...
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока icon2. 5 Искусственные сооружения
Водопропускные трубы – это искусственные сооружения, предназначенные для пропуска под насыпями дорог небольших водотоков
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока icon1. состав раздела “ экономика” дипломного проекта. Раздел “ Экономика”...
Строительный объем здания используют при исчислении сметной стоимости строительства по укрупненным сметным нормам на здания и сооружения,...
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока iconСистема нормативных документов в строительстве свод правил по проектированию и строительству
СНиП 04. 01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий", сниП 04. 02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" и сниП...
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока iconКалендарно-тематический план проведения занятий
Основные понятия о трёхфазных цепях. Расчёт симметричной трёхфазной цепи, соединённой звездой. Расчёт симметричной трёхфазной цепи,...
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока iconКалендарно-тематический план проведения занятий
Основные понятия о трёхфазных цепях. Расчёт симметричной трёхфазной цепи, соединённой звездой. Расчёт симметричной трёхфазной цепи,...
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока iconВопросы к экзаменам по дисциплине«Управление эксплуатационной работой»
Расчет схемы пропуска поездов по всем станциям участка. 22. Расчет пропускной способности перегонов при параллельном непарном
3. Гидравлический расчет сопрягающего сооружения – быстротока iconВопрос 24 Коммерческий расчёт
Коммерческий расчёт метод хозяйствования, основанный на соизмерении дохода и расхода производства, обеспечивающий оптимальную рентабельность,...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница