![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Расчёт канала трапецеидального сечения
- •1. 1 Расчёт нормальной глубины потока
- •1. 2 Расчёт критической глубины
- •1. 3 Расчёт критического уклона
- •1. 4 Определение вида кривой свободной поверхности потока
- •1. 5 Определение гидравлического показателя русла
- •1. 6 Построение логарифмической анаморфозы
- •1. 7 Вычисление элементов свободной поверхности потока
- •1. 8 Построение продольного профиля канала
- •Гидравлический расчет дюкера.
- •Подбор требуемого диаметра для одной нитки трубопровода
- •Расчет двух ниток трубопровода.
- •3 Расчёт канала параболического сечения
- •3. 1 Расчёт нормальной глубины потока
- •3. 2 Расчёт критической глубины
- •3. 3 Расчёт критического уклона
- •3. 4 Определение вида кривой свободной поверхности потока
- •3. 5 Определение гидравлического показателя русла
- •3. 6 Построение логарифмической анаморфозы
- •3. 7 Вычисление элементов свободной поверхности потока
- •3. 8 Построение продольного профиля канала
- •4 Гидравлический расчет двухрукавного участка русла реки с запрудой в несудоходном рукаве
1. 3 Расчёт критического уклона
Критическая глубина зависит только от геометрической формы поперечного сечения русла и расхода, но не зависит от продольного уклона дна .
При
равномерном движении жидкости нормальная
глубина, как это следует из формулы
(1.1), зависит именно от уклона. Тогда
очевидно, для русла, при заданном расходе
,
можно подобрать такое значение
,
при котором нормальная глубина
станет равной критической
,
такой уклон обозначается через
и называется критическим.
Таким
образом критическим уклоном называется
уклон, при котором нормальная глубина
равна критической -
.
Для определения нужно решить совместно уравнения (1.1), принимая , и (1.3), откуда
Нам известны:
м,
м2.
Вычислим:
м;
м;
м0,5/с.
Теперь определим :
.
Так
как
,
то
и поток при равномерном движении будет
находиться в спокойном состоянии.
1. 4 Определение вида кривой свободной поверхности потока
В зависимости от гидравлических условий, создающихся при возведении сооружений, и состояния потока глубины по его длине могут увеличиваться (кривая подпора) или уменьшаться (кривая спада).
Форма кривой свободной поверхности устанавливается на основе анализа дифференциального уравнения неравномерного движения третьего вида
,
(1.4)
где
,
.
При
этом тип кривой свободной поверхности
зависит от зоны, в которой находится
фиксируемая глубина
Равенство
числителя нулю в уравнении (1.4), когда
и при этом
,
соответствует равномерному движению.
Если знаменатель стремится к нулю, то
и свободная поверхность скачкообразно
повышается (или понижается). В первом
случае происходит переход потока из
бурного состояния в спокойное – так
называемый гидравлический прыжок, во
втором – образуется водопад.
Когда
числитель и знаменатель не равны 0,
возможны различные сочетания знаков
числителя и знаменателя. При
глубина вдоль потока непрерывно и плавно
увеличивается (кривая подпора), а при
непрерывно и плавно уменьшается (кривая
спада).
При
неравномерном движении в русле с прямым
уклоном (
)
различают три случая, характеризуемыми
условиями:
и
.
При
этом получаем три возможные формы кривой
свободной поверхности: кривые подпора
,
и кривую спада
.
и
.
Здесь
также получаем три возможные формы
кривой свободной поверхности: кривые
подпора
,
и кривую спада
.
и
.
Здесь
получаем две возможные формы кривой
свободной поверхности - кривые подпора
,
.
В случае широкого прямоугольного русла,
если считать, что коэффициент Шези
не изменяется с глубиной (
),
кривые подпора превращаются в прямые
горизонтальные линии.
Таким образом, вопрос о форме свободной поверхности решаем путём сопоставления фактической глубины потока с глубинами и :
В
нашем случае
и
,
значит в русле образуется кривая подпора
типа
.
1. 5 Определение гидравлического показателя русла
Б.А. Бахметевым было установлено, что для многих форм поперечного сечения русел (для которых расходная характеристика является монотонно возрастающей функцией глубины) существует показательная зависимость
,
(1.5.1)
где
и
- две произвольно взятые глубины в данном
поперечном сечении русла;
и
- соответствующие им расходные
характеристики. Величина
называется гидравлическим показателем
русла. Приближённо считается, что он
постоянен для данного поперечного
сечения и не зависит от глубин.
Для прямоугольных, трапецеидальных и параболических русел (кроме широких и узких) при показатель определяется по вытекающему из (1.5.1) выражению
,
(1.5.2)
.
Произведём расчёт:
м,
м3/с,
к = 0,5
м3/с.
И наконец гидравлический показатель русла: